澳大利亚皇家墨尔本理工大学的工程师开发出一种低碳混凝土，与现行标准相比，可以回收双倍的粉煤灰量，同时所需的水泥量减半。这一创新解决方案不仅解决了煤灰废弃物的紧迫问题，还解决了水泥生产的碳足迹问题，水泥生产占全球碳排放量的 8%。
释放未充分利用的池塘灰的潜力
该团队的方法超出了低碳混凝土中常用的粉煤灰的使用范围。通过添加纳米添加剂来改变混凝土的化学性质，他们成功地用粉煤灰替代了高达 80% 的水泥，这比现有低碳混凝土中典型的 40% 替代量有了显着改善。
此外，研究人员发现，他们的方法还可以从发电厂的煤浆储存池中收获和重新利用低品位和未充分利用的“池灰”，只需最少的预处理。皇家墨尔本理工大学工程学院项目负责人 Chamila Gunasekara 博士表示：“令人兴奋的是，初步结果显示低品位池塘灰的性能相似，这可能会开辟一种全新的、未充分利用的水泥替代资源。”
开创性的建模技术可预测长期性能
为了确保低碳混凝土的长期弹性，研究人员与北海道大学的 Yogarajah Elakneswaran 博士合作开发了一个试点计算机建模程序。这种基于物理的模型可以预测低碳混凝土随着时间的推移将如何表现，从而提供了根据数值见解进行逆向工程和优化混合物的机会。
“例如，我们能够看到混合物中的快速凝固纳米添加剂如何在凝固的早期阶段充当性能助推器，补偿混合物中大量缓慢凝固的粉煤灰和池塘灰，”古纳塞卡拉解释道。 “加入超细纳米添加剂可以通过增加密度和致密性来显着增强材料的性能。”
这种建模技术标志着基础设施设计和施工中数字辅助模拟的关键一步，为地方议会和社区灌输了在各种应用中采用新型低碳混凝土的信心。