史丹佛研發石灰替代品 可望改善低碳混凝土抗拉強度

   日期:2021-06-16     瀏覽:46    評論:0    
核心提示:減少二氧化碳排放一直都是綠色混凝土不斷努力的目標之一,其中不可或缺的石灰往往會讓混凝土產生不少二氧化碳,但美國史丹佛大學的地球能源與環境科學學院卻發現火山岩可以替代石灰,不但能二氧化碳排放,更發現火山岩熟料與熱水混合後,能有助於打造出又長又密集,宛如纖維的分子鏈,未來有望能抵抗材料的脆性,若能深入了解纖維結構與生長條件,混凝土的抗拉強度問題,將能透過奈米技術進行加固。

文 / 918建材庫



圖說:電子顯微鏡下的斷層岩膠結構(照片來源 / 美國史丹佛大學)
 

減少二氧化碳排放一直都是綠色混凝土不斷努力的目標之一,其中不可或缺的石灰往往會讓混凝土產生不少二氧化碳,但美國史丹佛大學的地球能源與環境科學學院卻發現火山岩可以替代石灰,不但能二氧化碳排放,更發現火山岩熟料與熱水混合後,能有助於打造出又長又密集,宛如纖維的分子鏈,未來有望能抵抗材料的脆性,若能深入了解纖維結構與生長條件,混凝土的抗拉強度問題,將能透過奈米技術進行加固。
 

研發這種替代品的斯坦福大學地球物理學副教授Tiziana Vanorio表示,混凝土排放的二氧化碳問題始於石灰石。石灰熟料所產生的二氧化碳排放量就佔了1/3以上。所以,在Tiziana Vanorio的帶領下,一群研究人員發現,火山岩也可以用來製作熟料,最後變成水泥的一部份。縱使使用火山岩需要能源密集處理,但至少在鍛燒過程中不會排放任何二氧化碳。
 

而且根據研究發現,火山岩製成的熟料與熱水混合後,經過電子顯微鏡的觀察下,發現會產生一連串密集的分子鏈,而這種分子鏈就像纖維結構一樣,而這種結構曾在海底熱泉環境(hydrothermal)中的膠結岩石中看到。
 

所謂海底熱泉環境指的是,是從海底噴出經由地熱加熱過的水及其裂縫噴發口。通常發現於火山活動頻發、大陸板塊移動的地區及海盆、熱點附近,常見的陸地類型為溫泉、火山噴氣孔和間歇泉。
 

他們發現,經歷2000多年海水衝擊的羅馬港口的混凝土,也有類似的膠結岩石。因此,研究團隊希望未來能持續藉由該研究,讓混凝土不需要以鋼筋加固來強化抗拉強度不足的力學問題。

參考來源:For a low-carbon cement recipe, Stanford scientists look to Earth’s cauldrons
 

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