研究人员已经找到一种方法，可以将拆迁现场的废弃混凝土转化为强度前所未见的新鲜混凝土。这一突破可能大幅减少建筑行业的排放量。混凝土被《卫报》称为“地球上最具破坏性的材料”，因为它对地球产生了巨大的负面影响。

混凝土是地球上使用最广泛的人造产品

为了制造混凝土，需要将矿物粉碎，并在加热到 2600 °F (1427 °C) 以上的窑中烧制，以产生一种称为熟料的材料。熟料形成过程中涉及的化学过程会产生二氧化碳 (CO2)，这是一种已知的温室气体，燃烧化石燃料以使窑炉达到足够的温度以完成其工作也会产生二氧化碳。因此，混凝土生产每年约占全球二氧化碳排放量的 8%。

然而不幸的是，混凝土是地球上继水之后使用量第二大的物质。

多年来，研究人员一直在使用创新方法，试图使混凝土更加环保。其中一项技术是利用电解取代高炉，制造出零碳材料。另一项技术是利用生物炭制造混凝土，这种混凝土从大气中吸收的二氧化碳比制造混凝土所用的二氧化碳还要多。还有一项技术是用海水制成的碳捕获材料代替混凝土中使用的沙子。

绿化混凝土的另一种流行方法是使用再生材料，如废弃粘土、辐照塑料水瓶、甚至旧混凝土本身。

普林斯顿大学和圣保罗大学 (USP) 的研究人员表示，回收混凝土的问题在于，回收后生产出的新混凝土强度不如原来的混凝土。因此，他们着手解决这个问题。

热活化

他们将现有的混凝土废料粉碎，制成细粉。然后将其加热至 932°F (500°C)，这大约是制造原始混凝土所需温度的三分之一。他们发现，这个温度足以使水泥粉末脱水，但又不会太热而破坏其中的碳酸盐成分，从而导致二氧化碳的释放。

当他们使用新的“热活化”水泥制作新混凝土时，他们发现这种水泥的强度不够，因为它比普通水泥更具孔隙性。他们发现，解决办法是将约 20% 的细磨新鲜波特兰水泥或石灰石添加到混合物中。这样可以填补孔隙，并创造出符合当前行业标准的最终产品。

“以前，如果你只使用热活化再生水泥，它的性能不够好，不足以成为可接受的替代品，”研究合著者、普林斯顿大学的克莱尔·怀特 (Claire White) 说道。“但通过降低表面积并优化材料微观结构中颗粒的填充，我们得到了一种性能与波特兰水泥相当的材料。”

研究人员估计，这种新材料最多可将水泥行业的排放量减少 61%。他们指出，他们的水泥每吨产生 198 至 320 公斤二氧化碳，排放量甚至比市面上低碳替代品石灰石煅烧粘土水泥 (LC3) 的排放量低 40%。

“建筑垃圾通常要么被填埋，要么如果被回收，则用于路面或土壤等低级用途，”来自 USP 的研究负责人 Sérgio Angulo 说道。“我们很高兴地发现，我们实际上可以将这些回收的水泥废料回收用于高质量的用途。”

该团队认为，该技术在混凝土生产中具有更循环经济的作用，旧混凝土被回收、处理并用于建造新建筑。然而，为了做到这一点，研究人员表示，需要考虑改进建筑实践，并改变拆除项目后建筑垃圾的分类方式。

他们的研究成果发表在《ACS可持续化学与工程》杂志上。