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科技

如何治愈我们的具体依赖

丹Cortese

2019年1月16日

视频由弗雷德米尔斯托管。

混凝土可以被塑成几乎任何形状,是世界上使用最广泛的材料,它塑造了我们建筑环境的几乎每一个部分——从桥梁和隧道到无数的建筑类型和巨大的水坝。

虽然没有其他材料能够提供混凝土的强度和适应性,但其核心成分水泥的制造过程是地球上温室气体的最大贡献者之一,产生了约8%的总排放量。

以上:水泥制造业产生的温室气体约占全球排放量的8%。

每生产千公斤水泥,约900公斤二氧化碳的产生作为副产物。仅在2016年,超过22十亿万吨二氧化碳通过水泥制造被释放。

现在,为了消除我们对这种材料的依赖,减少建筑活动对环境的影响,人们正在探索新的创新解决方案。

转向生物学

美国的生物材料公司已经开发出一种制造混凝土砖的方法,这种方法不需要加热或使用传统的波特兰水泥。

在他们的“活”的制造工序,砂与被馈送的水溶液的细菌混合后放入模具中。这会导致细菌硬化,混合物中几乎相同的方式结合在一起,珊瑚生长在我们的海洋。

以上以下:Biomason使用生物制剂通过融合沙土“成长”混凝土砖,置身于大自然的珊瑚(BioMason的形象礼貌).

虽然这一过程在海底是缓慢的,但在这里,人工操作的解决方案加速硬化过程,只需4天。

通过用生物控制的结构水泥取代传统的粘合剂,并依靠自然过程,在制造过程中消除了对热量的需求。

虽然只适用于目前的混凝土砖,进一步发展可以看到这种方法适应并调整为在不久的将来更大的形式。

取代水泥

虽然水泥长期以来一直是混凝土的粘结剂,但亚利桑那大学(University of Arizona)的一项失败实验无意中创造出了一种强度为混凝土五倍的材料,可回收材料的含量为95%。

铁岩,或含铁丰富的亚铁岩,主要是由各种工业过程产生的废料钢粉和磨碎的回收玻璃制成的二氧化硅制成的。

以上:Ferrock是由95%的再生材料,主要是钢粉尘和碎玻璃和达比混凝土的五倍(图片由Guy Shovlin提供).

当混合在一起时,与CO 2和锈钢粉尘发生反应的铁,以形成铁 - 碳酸酯熔合部件在一起。如混凝土,一旦硬化Ferrock不能返回到其液体状态。

然而,与制造大量二氧化碳的水泥不同,铁石的硬化过程实际上吸收并捕获二氧化碳,产生负碳产品。

以上:虽然资源丰富,但Ferrock也有限制,因为用于制造它的可回收材料的需求可能会增加成本,使大规模采用不切实际(图片由Guy Shovlin提供).

虽然有利的,因为一个概念,Ferrock的大规模实施确实有局限性。

虽然用于创建Ferrock的材料比目前便宜的水泥,大规模采用的价格可能如果钢粉尘和回收的玻璃需求废物创建一个利润丰厚的新市场的资源变得不经济。

捕获碳

美国CarbonCure公司的研究人员已经开发出一种方法,可以将水泥生产过程中产生的二氧化碳转化为工业中有价值的商品。

作为一种附加技术,它可以按比例应用于任何规模的工厂,CarbonCure的技术当混凝土混合物还湿着的时候,二氧化碳被注入其中,导致二氧化碳在材料固化的过程中被困住。

以上:CarbonCure从水泥的制造过程中捕获二氧化碳,并在混凝土混合料中重复使用,以提高其整体抗压强度(图像由CarbonCure提供).

此外,混合物中的化学反应会形成石灰石纳米颗粒,增强最终产品,并允许承包商在使用更少水泥的情况下达到所需的混凝土强度。

虽然北美地区已有100多家混凝土工厂采用这种技术,但主流采用这种技术的速度相对较慢——主要是因为承包商和工程师对工程混凝土的强度和质量负责,他们对这种创新持谨慎态度。

尽管这样,像在亚特兰大这个计划大项目相继担任强烈的案例研究,突出碳捕获到我们整个行业的利益。

以上:位于亚特兰大的725庞塞,正在使用CarbonCure技术在其上部结构的混凝土中建造(图片由乔纳森·菲利普斯提供).

随着时间的推移,CarbonCure估计,全面世界范围内的推广他们的技术将每年节省700兆吨二氧化碳 - 相当于以1.5亿辆了我们的道路。

随着人类对环境的活动目前正在比以往更严格的审查的影响 - 而且越来越认识到建筑行业的影响 - 这些创新可以使一个坚实的差在帮助减少二氧化碳排放,保护地球,我们所有的呼叫家。

图片来源:CarbonCure,BioMason,盖伊Shovlin,海德堡水泥,Lessie丁格勒,Ironcast和乔纳森·菲利普斯。

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