用砂生产无水泥混凝土的新方法

科学家从工业科学研究所该公司设计了一种不用水泥就能合成混凝土的新技术。

用砂生产无水泥混凝土的新方法

图片来源:东京大学工业科学研究所。

通过在酒精中使用催化剂进行一个简单的反应,研究人员直接将砂粒粘合在一起。这不仅可以减少碳排放,还可以使在沙漠地区甚至火星或月球上建造建筑和结构成为可能。

混凝土由两部分组成:水泥(占全球二氧化碳排放总量的8%2排放)和集料(基本上由砂砾和沙子组成)。

尽管全球范围内的沙子非常丰富,但用于混凝土生产的沙子的供应量是相当有限的,因为沙子颗粒必须有一个特定的尺寸分布才能使混凝土流动。

在混凝土中,水泥被用来粘合砂和砾石。一些研究人员正在研究如何用飞灰和高炉矿渣等其他材料替代更多的水泥,以减少CO2排放,但这种办法是不可持续的,因为这些材料的供应由于减少使用火电系统和增加使用电炉钢而减少

东京大学工业科学研究所副教授、研究第一作者酒井法子

因此,需要一种新的方法,以取之不尽、用之不竭、对环境影响小的材料合成混凝土。

酒井法子补充道,“研究人员可以通过与酒精和催化剂反应,去除反应的副产品水,从沙子中生产出四烷氧基硅烷。我们的想法是让水在沙子和四烷氧基硅烷之间来回移动反应,让沙子相互结合”。

将铜箔制成的杯子放在有材料和沙子的反应容器中,考察了反应条件:乙醇、沙子、脱水剂和催化剂的用量;反应时间;加热温度也被系统地改变了。

确定正确的化学品和沙子的比例对于获得具有足够强度的产品是至关重要的。

我们用硅砂、玻璃珠、沙漠砂和模拟月亮砂等材料获得了足够坚固的产品这些调查结果可以促进地球各地的绿色和更经济的建筑行业。我们的技术不需要在常规结构中使用的特定砂颗粒。这也将有助于解决气候变化和太空发展问题

Ahmad Farahani,研究第二作者,东京大学工业科学研究所

与传统混凝土相比,该产品可能会表现出更强的耐久性,因为水泥膏体不是产品的一部分,它在化学侵蚀方面相对较弱,而且在湿度和温度的影响下会表现出巨大的体积变化。

这项研究计划在Seisan Kenkyu以“砂粒直接粘接生产硬化体”为题写了一篇论文。

来源:https://www.iis.u-tokyo.ac.jp/en/

注释

  1. 姓 美国 说:

    坚如磐石的想法

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