在 Seratech 的碳中和水泥获得 2022 年 Obel 奖后，Dezeen 汇总了研究人员致力于使混凝土脱碳的六种方式——这是世界上污染最严重的建筑材料。
目前，混凝土的关键成分水泥约占全球排放量的8%，超过了除石油、天然气和煤炭以外的所有其他材料。
但是，随着世界以及全球水泥和混凝土协会(GCCA)竞相在2050年之前实现净零排放以避免气候变化的最坏影响，越来越多的材料创新正在出现，以解决混凝土的碳足迹问题。
大多数情况下，这些专注于寻找水泥的低碳替代品，利用从藻类生长的石灰石到橄榄石的所有东西——橄榄石是一种丰富的矿物质，可以吸收自身质量的二氧化碳。
夯实混凝土建筑
但根据剑桥大学工程学教授朱利安·奥尔伍德(Julian Allwood)的说法，这些替代品目前都没有达到到本世纪中叶实现净零排放的必要规模。
“尽管水泥的创新范围很大，但没有替代品具有与波特兰水泥相同的性能特征和规模，”奥尔伍德在建筑环境峰会上的一次演讲中说。
为了帮助建筑行业争取时间扩大可行的替代方案，其他研究人员正在研究通过开发巧妙的建筑技术来减少建筑所需的混凝土量，从而削减建筑物的隐含碳足迹。
下面，我们总结了两种方法中六个最具创新性的项目：
Sam Draper 和 Barney Shanks 的 Seratech
伦敦初创公司Seratech开发了一种制造碳中和混凝土的方法，其中包括用一种由捕获的工业排放物和碳吸收矿物橄榄石制成的二氧化硅代替高达40%的水泥含量。
该公司声称，与剩余水泥相关的所有排放都被二氧化硅封存的二氧化碳所抵消，这将使材料整体碳中和。
Seratech说，水泥替代品既低成本又易于扩展，因为它可以无缝集成到现有的生产工艺中，并且橄榄石是一种丰富的材料 - 不像其他水泥替代品，如磨碎的颗粒化高炉矿渣(GGBS)。
负材料生物石灰石
科罗拉多大学博尔德分校的研究人员采用了一种更具实验性的方法，他们找到了一种使用藻类通过光合作用生长的石灰石而不是从地球上开采的石灰石来制造水泥的方法。
当这种“生物石灰石”被燃烧以制造水泥时，它只会排放与微藻在生长过程中从大气中吸收的碳一样多，研究人员说，这使得这个过程是碳中和的。
如果通常作为填料添加到水泥混合物中的磨碎石灰石也被藻类生长的替代品所取代，则材料甚至可能是负碳的，因为储存在骨料中的碳将被封存而不是燃烧。
在美国能源部320万美元(270万英镑)赠款的支持下，研究人员现在正在努力扩大其制造能力，同时通过使用球藻微藻来制造更昂贵的物品，如化妆品，生物燃料和食品，从而降低材料的价格。
ACORN的混凝土拱形地板
作为ACORN项目的一部分，来自巴斯大学，剑桥大学和邓迪大学的研究人员开发了一种薄壳拱形地板系统，可用于替代传统的实心楼板，同时使用75%的混凝土来承载相同的负载。
这导致该团队的第一个全面演示项目的碳排放量减少了约60%，该项目建在剑桥大学土木工程系内。
“由于混凝土是世界上仅次于水的最广泛消费的材料[...]建筑开始净零排放之旅的最简单方法是使用更少的混凝土，“巴斯建筑与土木工程系的ACORN首席研究员Paul Shepherd说。
地板使用自动化制造系统和六轴机器人制成，完全无需加固即可运行，无需排放密集型钢筋。
麦吉尔大学卡比克里特
总部位于蒙特利尔的Carbicrete是利用钢铁工业废渣的众多公司之一，以完全消除混凝土生产过程中对水泥的需求。
代替传统混凝土生产中使用的水，这种水泥替代品随后用工厂烟道中捕获的二氧化碳固化，这些二氧化碳被封存在材料中以使其碳中和。
然而，到目前为止，这个过程只能用于制造预制板和混凝土砌体单元。由于每年生产的钢渣数量有限(约2.5亿吨，而水泥产量为40亿吨)，卡比混凝土只能用于满足一小部分需求。
纽塔布-22的海石
伦敦设计工作室Newtab-22在较小的规模上开发了一种类似混凝土的材料，该材料使用食品工业的废贝壳制成，这些贝壳被磨碎并与正在申请专利的天然粘合剂(如琼脂)混合物相结合。
被称为海石的材料看起来与真正的混凝土惊人地相似，因为它所含的牡蛎和贻贝壳是由碳酸钙制成的，也称为石灰石——水泥的关键成分。
但由于材料没有烧制，它缺乏真正混凝土的强度和耐用性，并且仅限于非结构应用，包括桌面和瓷砖等表面以及底座和花瓶。
苏黎世联邦理工学院的泡沫作品
另一种使用较少混凝土的技术来自苏黎世联邦理工学院的研究人员，他们开发了一种3D打印模板元件系统。这些由可回收的矿物泡沫制成，可以放置在用于制造预制混凝土板的模具内，在整个板上形成空心单元的图案。
模板创造了一个内部几何形状，该几何形状经过优化，可以沿其主应力线加固面板，并提供必要的强度来创建从墙壁到整个屋顶的所有内容，同时大大减少了过程中所需的混凝土量。
这使得面板更轻，材料使用量减少了70%。固化后，矿物泡沫可以留在原地提供绝缘，也可以无休止地回收以创建新的模板元素，苏黎世联邦理工学院表示，这使得该过程可能为零浪费。
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