水泥作为全球广泛应用的材料，其生产过程中的高二氧化碳排放量一直备受关注。随着需求的持续增长，研究人员积极探索替代品以减轻环境负担。近期，一种创新方案浮出水面——利用碳化硅废料作为水泥添加剂。碳化硅，这一原本用于宝石抛光的惰性物质，在宝石加工过程中产生大量废料，广东省的宝石加工中心便是典型代表。

中国梧州大学和广州大学的研究人员在《AIP Advances》上发表的论文中，详细探讨了将宝石抛光废料转化为水泥添加剂的可行性。研究负责人欧阳晓伟表示：“研究的初衷是应对宝石抛光废料带来的环境挑战，这种富含碳化硅的副产品不可生物降解，加剧了垃圾填埋问题。”研究团队通过一系列全面测试，包括分子水平的化学反应、微观尺度的特征分析，以及宏观尺度的材料强度、热性能和导电性能测试，深入探究了废料作为添加剂的效果。

“最有趣的是多尺度积分分析，揭示了纳米级离子相互作用如何直接影响电导率等宏观特性，”欧阳晓伟说，“令人惊讶的是，宝石抛光废料显著提高了水泥的热导率，电阻率大幅降低，展现了‘智能’材料的潜力。”这种碳化硅增强水泥不仅可用于节能面板，实现墙壁或地板的被动加热和冷却，还能嵌入桥梁传感器，通过检测电导率变化指示结构损坏。研究还量化废料颗粒对钙离子的吸附能力，为制造更坚固的水泥提供了科学依据。为推进研究，团队计划进一步优化废料-水泥混合物，提升长期耐久性，并进行现场测试，同时探索其他废料的应用潜力。

更多信息： 宝石抛光废料对水泥基材料水化、强度发展和电/热性能的影响：一项多尺度研究，AIP Advances(2025)。期刊信息： AIP Advances