建筑业注意:降低混凝土碳排放 就加「它」

研究发现,浇筑混凝土的过程中,加上小苏打粉可以增加硬化的速度,还可以使建筑具备吸收二氧化碳,却不会损失强度的能力。(图/Shutterstock)

混凝土是世界上消耗最多的材料,因为所有的建筑都会用到。然而,混凝土生产也会释放二氧化碳,造成环境暖化。所幸,现在有一个简单、便宜的小配方,可以降低混凝土的碳排放。

新阿特拉斯(New Altas)报导,作为建筑材料,混凝土相当理想,它容易加工,硬化后非常坚固、易于制造且价格低廉。但是它的生产过程不太环保,会释放大量二氧化碳,占全球二氧化碳排放量的 8%。

为何如此,这要提到混凝土的生产过程。普通波特兰水泥 (OPC)的过程中需要加热,以增进化学反应效率,这过程就会排放二氧化碳。据美国预拌混凝土协会的资料,生产每磅(0.45公斤)混凝土,就会释放 0.93磅(0.42 公斤)的二氧化碳。

这段加热过种无法避免,如果要追求环保,就只能改变加热方式,改用电热,并使用可再生能源电源。但是制作混凝土的化学过程也会释放二氧化碳。当矿物混合物被加热到1,400 度以上时,碳酸钙和黏土会转变为熟料(也就是矽酸钙)和二氧化碳的混合物,这些二氧化碳逸出到空气中。

随着时间的推移,大气中的二氧化碳与混凝土中的氧化钙会发生反应,形成碳酸钙,这过程被称为「碳酸化」,碳酸化作用与制造混凝土的情况刚好相反。

建筑物碳酸化对结构不是好事,会削弱混凝土的强度,在改变内部碱度时,并导致钢筋锈蚀。因此建筑过程相当重视浇注混凝土的固化过程,以产生更坚固、更耐用、孔隙更少的混凝土。

麻州理工学院的一组研究人员,找到固化的过种可以改善混凝土强度,同时也减少碳酸化的强度削弱题,这个成份就是超市买的到的小苏打粉,化学名叫碳酸氢钠(NaHCO3)。

研究人员发现,在材料凝固之前的混凝土搅拌和浇注过程中,加上小苏打粉,具有多重好处,首先混凝土更快凝固,而且不会损失任何强度,这将有效缩短工期。

而且,这还使混凝土增加了封存二氧化碳的能力,却不会因此而丧失强度。换言之,在生产混凝土过程中逸散的二氧化碳,可以在建筑过程与完工后,把二氧化碳给吸收回来,这就「将功补过」了。

研究人员表示,这个新发现,可以为将建筑变得更环保、甚至负碳值的建筑材料,将混凝土生产的环境问题,变成环境解决方案的一部份。