西班牙研究团队发现水泥浆体可固存自身重量15%的二氧化碳

维度网讯，西班牙国家研究委员会（CSIC）全球能源研究所（Global Energy Research Institute）等机构的研究团队在《自然·能源》（Nature Energy）杂志发表研究成果：普通硅酸盐水泥浆体在受控条件下可固存相当于自身重量15%的二氧化碳。该研究由马修·海因斯（Matthew Hines）领导。

全球水泥行业每年产生约40亿吨二氧化碳，是迄今为止最大的单一工业碳排放来源。混凝土是地球上产量最大的人造材料，传统上依赖水泥作为胶凝组分，水泥行业约占全球人为二氧化碳排放的8%。

研究团队将普通硅酸盐水泥浆体置于受控实验室条件下，在二氧化碳浓度20%、相对湿度60%、温度30°C的环境中持续30天。结果显示，水泥浆体可固存相当于自身重量15%的二氧化碳。

对固存机理的分析显示，二氧化碳可渗入密度梯度层，并在材料内部发生碳化反应。在持续碳化过程中，新生成的碳酸钙矿物在内部孔隙中沉淀，证实了二氧化碳的扩散路径。研究还确认了控制二氧化碳扩散路径的关键微观结构特征，即调节水分吸收和碳化反应的关键通道。

力学性能方面，样品的性能依然保持稳定，弯曲强度平均降低12%，35天养护期内抗压强度平均降低10%。研究人员认为，这种强度损失是可以接受的权衡。

在当前气候目标下，水泥生产环节的深度脱碳仍极具挑战性。研究团队认为，利用水泥的固存能力可作为通往更低净碳排放建筑的路径之一。接下来，真实环境条件下时间和碳化对强度的长期影响等更多因素仍有待量化，这项研究只分析了其中的一部分。