科学家利用用过的咖啡渣将混凝土强度提高了 30%

科学家利用用过的咖啡渣将混凝土强度提高了30%人类每年生产约44亿吨混凝土。这一过程消耗了大约80亿吨沙子（每年使用40-500亿吨沙子），这在一定程度上导致了近年来建筑商品的严重短缺。与此同时，我们在同一时间段内产生了约100亿公斤用过的咖啡渣——澳大利亚皇家墨尔本理工大学的一组研究人员发现，咖啡渣可以在混凝土生产过程中用作二氧化硅的替代品，在混凝土生产过程中，适当的比例，产生比单独的沙子更强的化学键。该研究的主要作者、皇家墨尔本理工大学工程学院的RajeevRoychand博士在最近的一份报告中表示：“有机废物的处理对环境构成了挑战，因为它会排放大量的温室气体，包括甲烷和二氧化碳，从而导致气候变化。”释放。他指出，仅澳大利亚每年就生产7500万公斤用过的咖啡渣，其中大部分最终被填埋。投稿：@ZaiHuaBot频道：@TestFlightCN

科学家用切碎的PPE制造更坚固的混凝土 强度提高22%

科学家用切碎的PPE制造更坚固的混凝土强度提高22%科学家们在更耐用的混凝土形式方面不断取得进展，澳大利亚皇家墨尔本理工大学（RMIT）的工程师们在这项研究的最前沿已经工作了一段时间。他们的最新例子同时解决了正在进行的大流行病所产生的大量废物，展示了一种结合了切碎的个人防护设备（PPE）的混凝土形式，以提高性能。RMIT的研究人员在思考混凝土的新方法时并不害怕发挥创造力，他们从轮胎、龙虾壳和钢渣等各种材料中寻找灵感。去年，他们还展示了如何将一次性口罩加工成更坚固的再生混凝土骨料，用于道路铺设。这一次，该团队扩大了他们的工作范围，包括新冠大流行产生的其他废物。据研究人员称，全球每天平均生产约54000吨个人防护设备，全世界每月约有1290亿个一次性口罩被丢弃。他们的研究可能发现了一种赋予这些材料第二次生命的新方法。在三项研究中，研究小组将粉碎的医用罩衣、橡胶手套和口罩以不同的浓度加入到混凝土中，浓度从0.1到0.25%不等。研究发现，橡胶手套可以将混凝土的抗压强度提高22%，而口罩可以将其提高17%。同时，切碎的罩衣将抗压强度提高了15%，弹性提高了12%，抗弯曲应力提高了21%。李杰教授说：“我们都见过一次性口罩在我们的街道上乱扔，但即使这些废物被妥善处理，最终也都被填埋了。通过循环经济的方法，我们可以使这些废物不被填埋，同时充分利用这些材料的全部价值来创造更好的产品--这是一个全方位的胜利。”该团队的目标是调查将不同PPE项目混合在一起的性能优势，并与卫生和建筑行业合作，努力进行现场试验。该研究的共同负责人RajeevRoychand博士说：“虽然我们的研究还处于早期阶段，但这些有希望的初步发现是朝着开发有效的回收系统，使一次性PPE废物不被填埋的方向迈出的重要一步。”这三项研究发表在《建筑材料案例研究》、《整体环境科学》和《清洁生产杂志》等杂志上。PC版：https://www.cnbeta.com/articles/soft/1308521.htm手机版：https://m.cnbeta.com/view/1308521.htm

石墨烯取代沙子 制造更轻、更坚固的混凝土

石墨烯取代沙子制造更轻、更坚固的混凝土尽管石墨烯只是一张只有一个原子厚的碳原子薄片，但它却以无比坚固而著称。因此，这种"神奇材料"被掺入混凝土中也就不足为奇了，通常是为了使混凝土更加坚固耐用。但这通常只是在配方中加入石墨烯，而在新的研究中，莱斯大学的研究小组希望用它完全取代沙子。混凝土由三种主要成分组成：水、砂等骨料以及将其粘合在一起的水泥。按体积计算，砂是最大的成分，而由于现代人类对混凝土的贪得无厌，砂矿的开采量正在不断增加。这一过程不仅具有破坏性，而且还面临着资源枯竭的风险。这项研究来自莱斯大学化学家詹姆斯-图尔（JamesTour）的实验室，他的团队多年来一直在使用他们开发的一种名为闪焦耳加热的技术制造石墨烯。从本质上讲，富含碳的基础材料在电流的作用下迅速过热，转化为石墨烯薄片。在这种情况下，基础材料是冶金焦炭，一种从煤炭中提取的燃料。"最初的实验是将冶金焦炭转化为石墨烯，结果得到了一种大小与沙子相似的材料，"该研究的第一作者保罗-阿芬库拉（PaulAdvincula）说。"我们决定探索将冶金焦炭衍生的石墨烯用作混凝土中沙子的完全替代品，我们的研究结果表明，它的效果非常好。"节省沙子并不是唯一的好处。与使用普通骨料制成的混凝土相比，这种混凝土的重量减轻了25%，韧性提高了32%，峰值应变提高了33%，抗压强度提高了21%。但从另一方面看，其杨氏模量降低了11%，而杨氏模量是衡量材料抗拉伸变形能力的指标。研究小组表示，虽然石墨烯目前过于昂贵，无法使这种方法在商业上实现规模化，但它至少表明，还有其他方法可以采用。这项研究发表在《ACS应用材料》杂志上。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1414825.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1414825.htm

研究发现废弃尿布可以为未来的家园提供基础建筑材料

研究发现废弃尿布可以为未来的家园提供基础建筑材料建筑材料往往是房屋建设中最昂贵的部分，占到成本的80%。虽然使用天然纤维、土质材料和工业建筑废料等材料已被探索，但由于混凝土的强度和耐久性，它仍然是房屋建筑--实际上是任何建筑--的主流。但是，混凝土会留下大量的碳足迹。日本北九州大学的研究人员寻找一种方法，以保持混凝土的优点，但使其更加环保，生产成本更低。他们转向了一种常见的不可降解的废弃产品：一次性尿布。在进行这项研究时，研究人员被解决印度尼西亚显著的人口增长和对低成本住房需求的愿望所驱动。伴随着任何人口增长的是废物的增加。2019年，印度尼西亚的废物总量为2921万吨；2020年，这一数字上升到3276万吨。根据MaritimeFairtrade的数据，印度尼西亚的一次性尿布使用量在全球排名第六。许多用过的尿布被扔在该国的河流和水道中，通过渗入的化学品和微塑料造成污染。这项研究可以解决两个重要问题：清理环境和提供一个低成本的建筑替代方案。研究人员通过将洗净、晾干和切碎的一次性尿布与水泥、沙子、砾石和水相结合，制备了混凝土和砂浆样品。这些的样品被固化了28天，固化是在温度范围内保持混凝土有足够的水分，以帮助水泥水化的过程，水泥和水之间的化学反应有助于其强度和耐久性。研究人员对含有不同比例的一次性尿布废料的混合料进行了测试，观察它们在破裂前能承受多大的压力。然后，研究人员计算了可以用尿布垃圾替代的最大沙子数量，以安全地建造一个建筑面积为43平方码（36平方米）的房子。他们发现，在建造三层楼房的柱子和横梁所需的混凝土中，他们可以用一次性尿布废料代替10%的沙子。在单层房屋中，这一比例增加到27%。在用于建造隔墙的砂浆方面，研究人员可以用纸尿裤垃圾替代多达40%的沙子。对于地板的形成和花园的铺设，9%的沙子可以被取代。他们发现，超过这些比例会导致混凝土不适合建筑。总的来说，研究人员发现，建造一栋楼面面积为36平方米的单层房屋所需的所有混凝土和砂浆结构中，有高达8%的沙子可以用一次性尿布垃圾代替。这相当于60立方英尺（1.7立方米）的废物。"这项研究得出的结论是，将用过的尿布添加到混凝土中并不会显著降低其强度，"该团队表示。"研究表明，使用尿布来制造复合材料是可行的，特别是关于开发环境友好和成本效益高的材料。"研究人员认为他们的一次性尿布混凝土在印度尼西亚创造住房之外还有广泛的应用。这很重要，因为一次性尿布是全球垃圾填埋场的第三大贡献者。在全球范围内，每年有超过180亿片一次性尿布最终被填埋。"关于本文的社会和经济优势，材料的开发可以从低到高的技术中获取，"他们说。"这些程序相对容易进行，而且成本低"。研究人员知道目前使用废尿布作为建筑材料的局限性。首先，它需要与废物处理设施接触，从家庭中收集废旧尿布并对其进行消毒。其次，需要大规模地使用粉碎废旧尿布的机器。尽管如此，这项研究强调了将不可降解的垃圾作为建筑材料的潜力，解决可持续性问题并提供低成本的住房。该研究发表在《科学报告》杂志上。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1360569.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1360569.htm

将甘蔗废料转化为可拌和混凝土的 Sugarcrete

将甘蔗废料转化为可拌和混凝土的Sugarcrete据报道，Sugarcrete在耐火性、抗压强度、导热性和耐久性方面达到或超过了行业标准但为什么会有人想做这样的替代呢？研究人员声称Sugarcrete的完全固化速度比混凝土快得多（一周而不是四周），每块相同大小的混凝土的重量是混凝土的四分之一到五分之一，而且生产成本也低得多。在种植甘蔗的地区，后者是一个特别重要的考虑因素。农民可以把甘蔗渣卖给当地的公司，由他们来生产Sugarcrete混凝土，而不是把甘蔗渣这种废料随意丢弃在垃圾填埋场。这种材料反过来又可以用于当地的建筑项目，而如果只选择进口混凝土，这些项目可能负担不起。此外，据说Sugarcrete的碳足迹仅为混凝土的15%至20%。据估计，生产传统波特兰水泥（混凝土中使用的水泥）所产生的热量占人类排放的二氧化碳总量的5%-8%。Sugarcrete已经在模块化楼板原型中进行了演示，通过互锁砌块之间的连接将负载分布到整个结构中。虽然使用了一些钢筋，但Sugarcrete楼板使用的钢材比混凝土楼板少90%，而混凝土楼板在压力下更容易开裂。进一步的研究将更仔细地检查这种材料的耐久性、声学特性和结构特点去年年底，在联合国气候变化大会上，环保组织英国绿十字（GreenCrossUK）评选苏加混凝土公司为其气候积极奖循环经济部分的获奖者。该奖项旨在表彰应对气候变化的举措，其中循环经济部分专门针对通过重复利用现有材料来减少浪费的项目。Sugarcrete团队目前正在全球南部国家寻找农业合作伙伴，作为该技术商业化的下一步。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1416609.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1416609.htm

新配方制造的混凝土吸收的二氧化碳要比排放的多

新配方制造的混凝土吸收的二氧化碳要比排放的多制造水泥的过程需要非常高的温度，这通常需要燃烧燃料，过程中当然会排放二氧化碳。这可以通过改用可再生能源来部分抵消，但混合物中的化学反应也会释放大量的二氧化碳，这就更难避免了。据估计，水泥生产占人类二氧化碳排放总量的8%之多。科学家们一直在调整配方，试图减少混凝土的碳足迹，用石灰石代替火山岩，或添加二氧化钛、建筑垃圾、小苏打或采矿过程中通常被丢弃的粘土等成分。其他团队甚至尝试使用微藻来种植所需的石灰石。在新的研究中，WSU的研究人员调查了一种涉及生物碳的新方法，生物碳是一种由有机废物制成的木炭。虽然生物炭以前曾被添加到水泥中，但这次研究小组首先使用混凝土冲洗废水对其进行处理。这提高了它的强度，并允许更高比例的添加剂被混合进去。但最重要的是，生物炭能够从它周围的空气中吸收多达其自身重量23%的二氧化碳。在实验中，研究小组制造了含有30%处理过的生物炭的水泥，并发现由此产生的混凝土是负碳的--它实际上吸收的二氧化碳比生产该材料时排放的二氧化碳还要多。根据研究人员的计算，1公斤（2.2磅）30%的生物碳混凝土比其生产过程中释放的二氧化碳多出约13克（-0.5盎司）。这听起来可能不多，但考虑到普通混凝土通常每1公斤材料要释放约0.9公斤（2磅）的二氧化碳，有着鲜明的差异。研究人员李志鹏和史贤明与新型负碳混凝土的样品图/华盛顿州立大学研究小组说，如果在他们的分析中考虑到下游的差异，总收益可能会更好。例如，将生物炭用于像这种混凝土这样的环保目的，可以将其制成的生物质从可能释放更多二氧化碳的其他命运中转移出来。此外，新的混凝土预计将在其几十年的工作寿命中继续吸收二氧化碳。重要的是，生物炭混凝土还能保持其强度。当28天后测量时，混凝土的抗压强度为27.6兆帕（4,003磅/平方英寸），与普通混凝土差不多。研究人员计划继续优化和扩大该方法，并测试所产生的混凝土的抗风化和其他类型的损害的程度。该研究发表在《材料通讯》杂志上。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1355635.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1355635.htm