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垃圾到基础:将施工废物转化为高性能材料

宇宙知识 2025-09-24 553

摘要:在可持续建筑的重大进步中,科学家从工业废物中创造了无水泥的土壤固化器。通过将壁板切割粉末结合并被硅质硅(一种从回收玻璃的碱性刺激物)激活,科学家产生了一种高性能的材料,该材料符合超过160 kN/m建筑级阈值的抗压强度标准,并消除了通过氢氧化钙稳定化的砷浸出。该技术减少了垃圾填埋场和碳排放,为全球基础设施开发提供了循环解决方案。...

随着全球人口增长的加速,城市的扩张加速,建筑活动已经达到了前所未有的水平 - 对自然资源和环境施加了巨大压力。普通的波特兰水泥是现代基础设施的基石,仍然是最有效且常用的土壤固化器,尽管为全球碳排放做出了重大贡献。同时,建筑废物继续在垃圾填埋场中积累。解决水泥使用的环境负担和工业废物处置效率低下已成为紧迫的优先事项。

垃圾到基础:将施工废物转化为高性能材料

为了应对这些相互联系的挑战,由日本的Shinya Inazumi教授领导的日本科学家,来自日本什伯拉技术学院工程学院(SIT),提出了一种可持续的替代方案:一种可持续的替代方案:高性能地球聚合物的土壤固体固定器,由壁板切割粉(SCP)(SCP),一种结构废料(SCP),一种结构废料造成的造成的造型,是由Reccord cournice cournice cournicc courncecy courncecy courncecy cournced cournced courcy。这项突破性的创新为减少水泥依赖的替代方案提供了替代方案,同时将建筑废物转化为有价值的建筑资源。他们的论文于2025年4月21日在线提供,并于2025年5月1日在《清洁工程和技术杂志》第26卷中发表。

SCP和ES的组合形成了一个基于地球聚合物的凝固器2。在110°C和200°C下对SCP的热处理是一个关键的步骤,显着提高了其反应性并减少了材料的使用而无需牺牲材料性能。 Shinya Inazumi教授指出:“这项研究代表了可持续建筑材料的重大突破。” “通过使用两种工业废物产品,我们开发了一个土壤固化器,该土壤固化器不仅符合行业标准,而且有助于应对建筑废物和碳排放的双重挑战。”

该研究的一个值得注意的方面是环境安全的方法。环境评估最初确定了对砷浸出的担忧,这部分归因于ES中的再生玻璃含量。但是,Inazumi教授解释说:“可持续性不能以环境安全为代价。最重要的是,我们确定并解决了潜在的环境问题:当以初始中检测到砷浸出时,我们证明了羟化甲氧化钙通过稳定的钙芳族化合物的形成,可以有效地纳入该问题,从而实现完整的环境。

该解决方案提供了许多实用应用,具有广泛的现实影响。 Inazumi教授说:“在城市基础设施发展中,我们的技术可以稳定道路,建筑物和桥梁下的薄弱土壤而不依赖于碳密集的波特兰水泥。这在有问题的粘土土壤中尤其有价值,在有问题的粘土土壤中,常规稳定方法是昂贵且环境上繁重的。”

容易发生的区域可以使用这些材料的快速土壤稳定受益,这些材料表现出良好的可加工性和与紧急响应需求兼容的设定时间。此外,开发区域中的农村基础设施项目可以利用这些材料来创建稳定的土壤块进行建设,从而提供了低碳替代品的替代砖或混凝土。

这些含义跨越行业。对于面临着脱碳压力的施工领域,地质聚合物固化器提供了一种替代方案,它超过了没有碳足迹的没有含量较重的传统方法的性能。对于岩土工程公司而言,其在盐攻击,氯化物入口和冻融周期下经过验证的耐用性允许其在苛刻且具有侵略性的环境中的使用。

此外,通过降低波特兰水泥的使用,该技术支持旨在满足绿色建筑认证和减少碳目标的建筑项目。它还可能使开发商有资格在建立碳定价机制的国家中获得环境激励措施,从而进一步增强其经济可行性。

Inazui教授强调了他的作品背后的更广泛的愿景:“通过从容易获得的废物流中开发地球聚合物固化器,我们不仅提供了可持续的工程解决方案,而且还可以重新定义我们如何在资源约束世界中重视工业副产品。”

这些发现表明,可持续建筑实践发生了变革的转变,可能将数百万吨的建筑废物转变为宝贵的资源,同时减少了与水泥生产相关的碳足迹,目前占全球公司的7-8%2排放。随着全球对基础设施的需求不断上升,创新技术在建立更具韧性和负责任的未来方面起着核心作用。

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