比赛正在削减混凝土的Hefty碳足迹

这个故事最初出现在Ensia．

一个很多材料科学家，在UCLA聚集在UCLA，最近关于“建筑材料的大挑战”会议，慢慢地通过了房间周围的砖块白色块。他们简单地握在他们的手中，是那些祖先挑战之一的一部分解决方案。

白色的砖块，岩石般坚固，出奇地轻，是水泥的新替代品。水泥是将骨料或碎石粘合在一起的粘合剂，可以制成世界上最普遍的建筑材料:混凝土。

水泥——以及混凝土——的生产对环境的影响很大，这主要是因为加热水泥的关键成分石灰石需要耗费大量能源以及它随后经历的化学过程。

水泥生成过程中会产生水泥重量的80%以上(PDF)在二氧化碳中约占每年5％的人类生成二氧化碳排放量．尽管白砖的生产仍然需要使用一些典型水泥制造中排放二氧化碳的燃料，但二氧化碳也是制造它的原料之一。

大约三分之一的二氧化碳质量，水泥状物质通过在成品内的螯合CO 2来降低其碳足迹。

混凝土，和粘合它的水泥，是最广泛使用的材料（PDF）在世界范围内，它的使用呈上升趋势。从2011年到2013年，中国在使用超过72亿吨比美国在整个20世纪使用的水泥还要多。从2006年到2050年，全球水泥产量是预计增加（PDF）到每年41亿吨到49亿吨之间。

由于混凝土不会消失，减少其生产的碳强度正成为全球当务之急。

人们正在开发新的技术和方法来减少混凝土对环境的不利影响——从使用工业副产品来减少水泥的使用，到回收现有的混凝土，再到生产自修复混凝土这减少了对新混凝土的需求，从而创造出全新的材料。

寻求解决方案

但不存在完美的解决方案。

然而，未命名的白色块并不完全碳负面，也不能完全取代典型的水泥，解释了苏格兰阿伯丁大学教授的弗雷德里克佩博勒，他是团队的一部分开发了水泥替代品（PDF）．在这种情况下，石灰石被废弃的二氧化碳和镁所取代，这些都来自卡塔尔的水泥生产设施和海水淡化厂，但仍然需要高碳排放的热量。格拉瑟说，与其说是更换水泥，不如说是重新利用水泥产生的大量二氧化碳。

他说:“重点必须放在提取二氧化碳并从中制造有用的产品上。”

他帮助发展的材料仍然是几年之后的市场，但它证明了对建筑项目的一些混凝土和绝缘的可行替代品。他的目标不是与水泥竞争，而是在目前正在用的东西“在边缘”，刮掉全球对水泥的需求和它产生的碳排放。

世界各地的研究人员和企业正试图找到雕刻利基进入这个市场的其他方法 - 通过开发新的材料方法或简单地制作具体的环境有害。

对于一个像混凝土这样的保守行业，如果人们想要做它，它就必须简单。

这家加拿大公司CarbonCure技术开发了一种将废物二氧化碳注入典型的混凝土生产过程的过程，有效地用CO2取代少量水泥，而不会影响混凝土的强度或完整性。一旦在混合物中，CO 2就会变成碳酸钙，化学当量在常规水泥生产中使用的石灰石。

北美的四家混凝土生产商已经开始使用CarbonCure的技术，包括阿哥斯在亚特兰大,火神据该公司负责技术开发的副总裁肖恩·蒙克曼(Sean Monkman)说，还有十几家公司正在就许可事宜进行谈判。蒙克曼说，一名用户在该技术安装后的一周内，通过用废弃的二氧化碳替换混凝土混合物中的一些碳密集水泥，其二氧化碳排放量从137吨下降到131吨。

CarbonCure的技术是对混凝土生产过程的一个小改进——只是一个计算机系统，一个装满废二氧化碳的罐子和一个可以将二氧化碳泵入混凝土混合物的管道。

“这很简单。它不需要对正常运行的方式进行任何巨大的改变，”蒙克曼说。“对于混凝土这样的保守行业来说，如果人们想做，它就必须简单。”

许多业内人士承认，变化是缓慢的，这使得新材料方法很难流行起来。虽然普通水泥的碳足迹很高，但仍然没有更便宜的选择。

混凝土圆形吗？

另一种减少混凝土碳足迹的方法是回收利用。

Notre Dame大学的研究人员正在开发一种经济高效的方法，通过该经济高效的方法，通过该方法制作预制混凝土制造商 - 混凝土形成为模具并带到建筑工地 - 有效地回收将其废物混凝土融入骨料中并重新使用施工梁的生产。

工程教授Yahya Kurama领导这项研究，表示，采矿的环境收费往往来自河床和山顶 - 大大忽略了河床和山顶。

他说:“你不仅破坏了环境，而且还消耗了开采这些材料的能量，然后还必须运输它们。”

通过减少未开采的骨料数量，混凝土公司可以减少对环境的影响和成本。

另一种减少对新混凝土需求的方法是自愈合混凝土的出现——混凝土混合料中添加了各种聚合物、细菌和能够自动对裂缝作出反应的愈合剂。

英国的研究人员正在测试一些实验自愈混凝土当混凝土破裂时，这些微小的胶囊就会打开，形成新的固体碳酸钙。

这些方法本身都无法消除混凝土对环境的影响。但是，替代能源越多，这个行业就越具有可持续性。