废弃咖啡渣可充当部分沙子 使混凝土强度提高30%

废弃咖啡渣可充当部分沙子使混凝土强度提高30%现在，皇家墨尔本理工大学（RMITUniversity）的研究人员首次为这种特殊的废物找到了一种实用的用途：将其融入混凝土中。这项研究的第一作者RajeevRoychand说："我们工作的灵感来自于找到一种创新的方法来利用建筑项目中的大量咖啡废料，而不是将其填埋--让咖啡的生命'得以延续'。"由于颗粒细小，SCG已被提议作为土木建筑应用中的有用成分。因此，研究人员决定对此进行试验。他们首先从澳大利亚墨尔本附近的多家咖啡馆收集SCG，并将其烘干以去除水分。然后在两种不同的温度下（350°C（662°F）或500°C（932°F））对干燥的有机材料进行加热，利用一种称为热解的低能耗、无氧工艺生成生物炭。研究人员使用了十二种混合设计来比较未经处理的SCG、350度加热的SCG和500度加热的SCG对混凝土机械和微观结构行为的影响。在普通硅酸盐水泥中分别加入0%、5%、10%、15%和20%的不同SCG，作为细骨料的替代品。这里使用的细骨料是天然砂。将新拌混凝土倒入模具中并振捣以去除气穴。然后在室温下固化24小时，脱模并在水箱中固化，直至进行抗压强度测试，并使用X射线衍射（XRD）和扫描电子显微镜（SEM）进行分析。抗压强度是指固体材料在不发生断裂的情况下所能承受的最大压应力。研究人员发现，在他们测试的所有混凝土复合材料中，用在350°C（662°F）高温下热解的SCG替代15%沙子的复合材料显著改善了材料性能，使抗压强度提高了29.3%。虽然这项研究仍处于早期阶段，但结果很有希望，而且由于咖啡无处不在，有可能被用于世界各地的建筑中。共同第一作者香农-基尔马丁-林奇（ShannonKilmartin-Lynch）说："混凝土行业有可能为增加废咖啡等有机废物的回收利用做出重大贡献。我们的研究还处于早期阶段，但这些令人兴奋的发现提供了一种创新方法，可以大大减少填埋的有机废物数量。"除了节省垃圾填埋场的空间，这种混凝土生产技术还解决了另一个环境问题：保护有限的自然资源。我们每年大约开采400亿至500亿吨砂石用于建筑业。该研究的共同通讯作者李杰说："为了满足建筑业快速增长的需求，世界各地都在不断开采天然砂--通常取自河床和河岸--这对环境造成了巨大影响。采用循环经济的方法，我们可以让有机废物远离垃圾填埋场，还能更好地保护沙子等自然资源。"研究人员计划对350度加热的咖啡生物炭进行长期机械和耐久性测试，以了解其在建筑行业的潜在应用，并进一步探索使用不同热解温度对材料性能的影响。该研究发表在《清洁生产期刊》上。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1378927.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1378927.htm

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

旧混凝土可以在用于回收钢材的熔炉中回收利用 大大减少碳排放量

旧混凝土可以在用于回收钢材的熔炉中回收利用大大减少碳排放量混凝土是世界上使用最多的建筑材料，而制造混凝土是一项特别肮脏的工作--仅混凝土生产就排放了全球二氧化碳总量的8%。遗憾的是，要将混凝土回收再利用，使其可以用于制造新的混凝土结构并不容易。科学家们当然一直在研究如何使混凝土更加环保。这包括改变配方，剔除污染最严重的成分（特别是石灰石），或者设计混凝土，使其在铺设后能从空气中吸收更多的二氧化碳。在这项新研究中，剑桥大学的研究人员调查了如何将废弃混凝土重新转化为熟料（水泥的干燥成分），以便再次使用。这项研究的第一作者CyrilleDunant博士说："我在以前的工作中就有一个模糊的想法，如果有可能粉碎旧混凝土，取出沙子和石子，加热水泥就能去除水分，然后就能重新形成熟料。液态金属浴将有助于这种化学反应的进行，而用于回收钢材的电弧炉则很有可能。我们必须尝试一下。"电弧炉需要一种"助熔剂"材料（通常是石灰）来净化钢水。这种熔化的岩石物质会捕捉杂质，然后冒泡到表面，形成一层保护层，防止新的纯钢暴露在空气中。工艺结束时，用过的助熔剂会作为废料丢弃。因此，在剑桥方法中，石灰助熔剂被换成了再生水泥浆，它不仅能很好地净化钢水，而且如果将剩下的矿渣在空气中快速冷却，它就会变成新的波特兰水泥。这样制成的混凝土与原来的混凝土性能相似。重要的是，研究小组表示，这种技术不会增加混凝土或钢材生产的主要成本，与通常的生产方法相比，还能显著减少二氧化碳排放量。如果电弧炉由可再生能源提供动力，那么它基本上可以制造出零排放的水泥。这项技术已经在生产几十公斤水泥的熔炉中进行了试验，研究人员说，本月正在进行首次工业规模试验，两小时内将生产约66吨水泥。研究人员说，到2050年，该工艺的规模可以扩大到生产10亿吨"电动水泥"。领导这项研究的朱利安-艾尔伍德教授说："生产零排放水泥绝对是一个奇迹，但我们还必须减少水泥和混凝土的用量。混凝土既便宜又结实，而且几乎可以在任何地方制造，但我们却用得太多了。我们可以在不降低安全性的前提下大幅减少混凝土的用量，但这需要政治意愿。""剑桥电动水泥"不仅是建筑行业的一次突破，我们还希望它能成为一面旗帜，帮助政府认识到，在实现零排放的道路上，创新的机会远远超出了能源领域。作为商业化的第一步，该工艺已经申请了专利。这项研究发表在《自然》杂志上。研究小组在下面的视频中介绍了这项工作。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1432094.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1432094.htm

科学家用100%的轮胎橡胶骨料制造优质混凝土

科学家用100%的轮胎橡胶骨料制造优质混凝土近年来，我们听说过用碎裂的废旧轮胎取代混凝土中的一些骨料的努力。但是现在，科学家们已经成功地生产出了高质量的混凝土，其中所有的骨料都被轮胎颗粒所取代。混凝土由三部分组成：水，将所有东西结合在一起的水泥，以及沙子或砾石等骨料。这种骨料必须从地下开采，实际上现在在世界许多地方都是供不应求。废弃的轮胎在一定程度上可以被回收利用，但最终往往只是在垃圾填埋场或被烧掉。一些团体试图用另一种方法来解决这个问题，即用磨碎的轮胎代替一部分沙子或砾石。由此产生的混凝土往往比普通混凝土更坚硬，因为其中的橡胶颗粒允许它在压力下弯曲而不是破碎。但不幸的是，如果用轮胎颗粒代替了太多的骨料，混凝土就会缺乏抗压强度和分裂抗拉强度。这至少部分是因为水泥不能很好地与橡胶碎片结合，所以它们不能被牢牢地固定在一起。在他们同事的研究基础上，澳大利亚皇家墨尔本理工大学的科学家们确定，粘合问题是由于轮胎橡胶的多孔性造成的。更确切地说，当混凝土最初被混合时，橡胶中的孔隙充满了水，但一旦水蒸发和混凝土凝固，这些孔隙就会在橡胶/水泥界面上变成空洞。为了解决这个问题，研究人员从所有骨料都是轮胎颗粒的湿混凝土开始，然后在混凝土凝固时将其置于特殊的钢制模具中。这些模具对混凝土施加压力，压缩颗粒和其中的孔隙。结果，一旦混凝土干燥并凝固，水泥就能更好地与"预载"轮胎颗粒结合。与用传统方法生产的100%轮胎骨料混凝土相比，预载混凝土的抗压、抗折和抗拉强度分别提高了97%、59%和20%。科学家们现在正在研究如何加固这种新的混凝土，从而使其更适合于建筑项目的使用。研究报告的共同作者和团队负责人李杰教授说：“由于典型混凝土的主要部分是粗骨料，用废旧轮胎橡胶取代所有这些骨料可以大大减少自然资源的消耗，也可以解决如何处理废旧轮胎这一重大环境挑战。”有关这项研究的论文最近发表在《资源、保护与回收》杂志上。PC版：https://www.cnbeta.com/articles/soft/1303525.htm手机版：https://m.cnbeta.com/view/1303525.htm

科学家研发自愈合混凝土 用休眠细菌修补裂缝

科学家研发自愈合混凝土用休眠细菌修补裂缝生物纤维自愈合混凝土工作时的彩色扫描电子显微镜图像但现实世界很少按照理想状态运行，因此混凝土会不断受到风化，从而产生裂缝。这才是真正的问题所在，因为温度波动会迫使裂缝扩大，而湿气则会引发各种侵蚀混凝土的过程。因此，混凝土结构需要经常维护，这不仅成本高昂且不方便，还会增加制造这种材料对环境的影响（本来就很大）。如果能找到减缓劣化的方法，就能省去很多麻烦。这就是德雷克塞尔生物纤维的用武之地。这些聚合物纤维不仅能起到物理加固作用，还具有重要的双重作用，即自我修复机制。纤维表面涂有一层水凝胶，水凝胶中含有内生孢子，内生孢子是细菌的休眠形式，可以抵御极端环境，当环境变得更舒适时，内生孢子又会重新苏醒。然后在水凝胶层上涂上一层薄薄的聚合物外壳。生物纤维混凝土可以像其他混凝土一样使用，但它的秘密超能力只有在以后开裂时才会显现出来。当水到达生物纤维时，水凝胶就会膨胀并破壳而出，推向地表。在这个过程中，沉睡的细菌被唤醒，它们开始从周围的混凝土中吸取碳和钙。这就产生了碳酸钙，一种填充和修补裂缝的胶结材料。该团队的首席研究员阿米尔-法纳姆（AmirFarnam）说："这是一项令人兴奋的进展，因为我们一直在努力利用大自然的灵感来改进建筑材料。我们每天都在看到，老化的混凝土结构正在遭受破坏，从而降低了其功能寿命，并需要进行昂贵的关键性维修。试想一下，它们能自我修复吗？在我们的皮肤中，我们的组织通过注入自我修复液--血液--的多层纤维结构自然实现自我修复。这些生物纤维模仿了这一概念，并利用造石细菌创造出能对损伤做出反应的活体自愈混凝土。"研究小组表示，虽然愈合时间可能会有所不同，但生物纤维似乎能够在短短一两天内修补裂缝。以前的研究已经制造出了注入细菌的自愈合混凝土，但主要挑战之一是如何在混凝土完好无损的情况下保持微生物长期存活。使用包裹在聚合物保护壳下的水凝胶中的休眠内生孢子可能就是答案。虽然还有很多工作要做，但研究人员表示，生物纤维混凝土最终可以帮助降低建筑物的维护要求，并减少混凝土生产过程中的二氧化碳排放量。这项研究发表在《建筑与建材》杂志上。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1398397.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1398397.htm

科学家“复活”了永久冻土中留存46000年的线虫

科学家“复活”了永久冻土中留存46000年的线虫在培养了100多代后，科学家利用更精确的放射性碳测技术发现，这些线虫至少在大约46000年前就一直在低于0℃的永久动土中保持着“死醒”状态，也叫“隐生现象”。这也是已知观察到的最久“隐生现象”。这一发现不仅能帮助科学家加深对生物进化的理解，还有可能找到长期冷冻保存细胞和组织的方法，甚至实现冷冻永生。近年来，随着全球变暖持续并加剧，北极永久冻土层正在快速融化，让人类发现了不少有价值的史前生物尸体，尤其是猛犸象。但这其中也存在巨大的风险，尤其是大量被冰冻的史前细菌、病毒，一旦重现人间，现有动植物和人类可能毫无抵抗力。比如2016年2月，西伯利亚亚马尔半岛举办“驯鹿牧人节”，正逢炭疽病毒爆发，在冻土层中冰封了75年的炭疽孢子因冻土融化而重见于世，导致2000多头驯鹿死亡，13人因生食鹿肉而感染。另外，北极永久冻土可能还封存着大约100万吨水银、600亿吨甲烷、5600亿吨有机碳，而因为冻土层的融化，每年有大约500万吨甲烷、1.5亿吨二氧化碳被释放出来，进一步加剧了全球变暖。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1373715.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1373715.htm