日本研发出以海水和二氧化碳为原料的新型混凝土
日本早稻田大学的研究团队近日发布了一项重要的科研成果：他们成功研发出一种以海水和二氧化碳为原料的新型混凝土。这种新材料不仅具备作为建筑材料所需的较短凝固时间和良好抗压强度，其生产过程还能固化封存二氧化碳，助力实现碳中和目标。
碳封存技术的应用
以固态碳酸盐形式封存二氧化碳是一种备受关注的碳封存技术。适用于封存二氧化碳的碱性氧化物包括氧化钙和氧化镁，而钙和镁均以离子形式大量存在于海水中。研究团队一直致力于碳酸镁相关应用产品的研发，他们从海水中提取氯化镁水合物，并通过热分解氯化镁水合物得到氧化镁，进而生产碳酸镁。这一系列工艺使用绿色电力驱动，每立方米碳酸镁能够封存20至110千克二氧化碳。
传统水泥生产的碳排放问题
目前，制备混凝土一般使用普通硅酸盐水泥，而生产这种水泥需要用到主要成分包含氧化钙的水泥熟料。氧化钙由石灰石（主要成分为碳酸钙）热分解生成，其产物包括二氧化碳。因此，即使热分解的能量来源不是化石燃料，仍会造成碳排放。
新型混凝土的优势
研究团队提出利用海水和二氧化碳制取的碳酸镁作为水泥原料制备混凝土，以减少碳排放。然而，如果仅在普通硅酸盐水泥中混入碳酸镁，制得的混凝土施工性能会下降，抗压强度也不够，易出现龟裂等现象。
通过从传统的非水硬性氯氧镁水泥生产技术中获得启发，研究团队调整了氧化镁的生成条件和碳酸盐化的条件，控制混入的碳酸镁晶体，并添加氯氧镁水泥制成的独特配比的粗骨料和细骨料，开发出兼具施工性能和抗压强度的新型混凝土。这种新型混凝土的凝固时间为1至2个小时，抗压强度超过25兆帕。
应用前景与未来研究
这种新型混凝土可用于制造消波块、联锁块等混凝土产品。然而，由于这种材料不像普通混凝土那样呈强碱性，因此不适合用于普通的碳钢钢筋混凝土浇筑。下一步，研究人员将用这种新型混凝土对不锈钢钢筋进行腐蚀测试等。
日本早稻田大学的这一创新不仅为建筑材料领域带来了新的可能性，也为实现碳中和目标提供了新的技术路径。随着进一步的研究和测试，这种新型混凝土有望在更多领域得到应用，为环保和可持续发展做出贡献。
