日本研發(fā)出以海水和二氧化碳為原料的新型混凝土，助力實(shí)現(xiàn)碳中和

IT之家 9 月 30 日消息，日本早稻田大學(xué)發(fā)布公報(bào)，稱該校中垣隆雄、秋山充良團(tuán)隊(duì)研發(fā)出了一種新型碳回收材料 ——WMaCS，可利用海水中的鎂將 CO₂ 固定為碳酸鹽。

作為 WMaCS 應(yīng)用產(chǎn)品，研究人員成功開發(fā)出世界上第一種與傳統(tǒng)混凝土完全不同的新型混凝土，每 1m³ 可以長期固定約 20 至 110kg 的 CO₂。

據(jù)介紹，這種混凝土可以海水和二氧化碳為原料，它不僅達(dá)到作為建材所需的較短凝固時(shí)間和良好抗壓強(qiáng)度，其生產(chǎn)過程還能固化封存二氧化碳，助力實(shí)現(xiàn)碳中和。

這種新開發(fā)的混凝土采用了獨(dú)特的制造方法，其中不含任何石灰熟料（石灰石熱分解產(chǎn)物包括二氧化碳），因此其硬化機(jī)理與使用普通硅酸鹽水泥的傳統(tǒng)混凝土完全不同，且具有與普通硅酸鹽水泥相當(dāng)?shù)暮鸵仔?，凝固時(shí)間約 1-2 小時(shí)，抗壓強(qiáng)度可達(dá) 25-75MPa，足以勝任建筑材料。

在此之前，人類多以固態(tài)碳酸鹽形式封存二氧化碳，而封存二氧化碳適用的堿性氧化物包括氧化鈣、氧化鎂等，而鈣和鎂均以離子形式大量存在于海水中。

該團(tuán)隊(duì)一直致力于研發(fā)碳酸鎂的相關(guān)應(yīng)用產(chǎn)品，他們從海水中提取氯化鎂水合物，并以熱分解氯化鎂水合物得到的氧化鎂為原料生產(chǎn)碳酸鎂。這一系列工藝用綠色電力驅(qū)動(dòng)，生產(chǎn)出來的每立方米碳酸鎂能夠封存 20 至 110 千克二氧化碳。

團(tuán)隊(duì)想到利用海水和二氧化碳制取的碳酸鎂為水泥原料制備混凝土，以減少碳排放。但如果僅在普通硅酸鹽水泥中混入碳酸鎂，那么制得的混凝土施工性能會(huì)下降，抗壓強(qiáng)度也不夠，易出現(xiàn)龜裂等現(xiàn)象。

他們從傳統(tǒng)的非水硬性氯氧鎂水泥生產(chǎn)技術(shù)獲得啟發(fā)，通過調(diào)整氧化鎂的生成條件和碳酸鹽化的條件控制混入的碳酸鎂晶體，再添加氯氧鎂水泥制成的獨(dú)特配比的粗骨料和細(xì)骨料，開發(fā)出兼具施工性能和抗壓強(qiáng)度的新型混凝土。

公報(bào)中提到，新型混凝土可用于制造消波塊、聯(lián)鎖塊等混凝土產(chǎn)品。不過，這種材料不像普通混凝土那樣呈強(qiáng)堿性，因此不適合用于普通的碳鋼鋼筋混凝土澆筑。IT之家注意到，研究人員還表示下一步會(huì)用這種新型混凝土對(duì)不銹鋼鋼筋進(jìn)行腐蝕測試等流程。

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