科學(xué)家研制出新型生物水泥 可持續可再生

據物理學(xué)家組織網(wǎng)近日報道，新加坡南洋理工大學(xué)科學(xué)家開(kāi)發(fā)出了一種新工藝，利用工業(yè)電石渣和尿液中的尿素這兩種常見(jiàn)的廢料來(lái)制造生物水泥，新方法能使生物水泥變得更環(huán)保及更可持續，有望在土壤改良、控制海灘侵蝕以及文物雕像修復等方面“大顯身手”。相關(guān)研究發(fā)表于《環(huán)境化學(xué)工程雜志》。

研究人員指出，他們新研制出的生物水泥由生產(chǎn)乙炔氣產(chǎn)生的廢料工業(yè)電石渣和哺乳動(dòng)物尿液中的尿素這兩種廢料制成。首先，他們用酸處理電石渣，產(chǎn)生可溶性鈣，隨后將尿素添加到可溶性鈣中，形成膠結溶液，接著(zhù)在溶液中加入細菌培養物，細菌分解溶液中的尿素，形成碳酸鹽離子。碳酸鹽離子和可溶性鈣離子發(fā)生反應的過(guò)程被稱(chēng)為微生物誘導方解石沉淀，當這種反應在土壤或沙子中發(fā)生時(shí)，生成的碳酸鈣將土壤或沙子顆粒黏合在一起，以增加其強度，并填充它們之間的孔隙，從而減少水滲透進(jìn)材料中。

最新研究負責人、土木與環(huán)境工程學(xué)院院長(cháng)楚劍教授表示：“生物水泥是傳統水泥的可持續可再生替代品，極具應用潛力。我們使用兩種廢料作為原材料，使生物水泥更具可持續性。從長(cháng)遠來(lái)看，這不僅會(huì )降低生產(chǎn)生物水泥的成本，還將降低廢物處理的成本。”

結果顯示，使用生物水泥加固的土壤無(wú)側限抗壓強度高達1.7兆帕，高于使用等量水泥處理的相同土壤的無(wú)側限抗壓強度，使用這種生物水泥適用于土壤改良項目，如加固地面或減少滲水，或控制海岸線(xiàn)侵蝕等。另外，細菌培養液和膠結液都是無(wú)色的，當涂在巖石上時(shí)，其原始顏色得以保留，這使新研制出的生物水泥對修復古老的巖石遺跡和文物很有用。

楚劍表示：“在生產(chǎn)水泥的過(guò)程中，人們需要在超過(guò)1000攝氏度的高溫下燃燒原材料，這會(huì )產(chǎn)生大量二氧化碳。但我們的生物水泥在室溫下生產(chǎn)，不燃燒任何東西，是一種更環(huán)保、能耗更低、碳中性的工藝。”

該團隊目前正與新加坡的相關(guān)國家機構合作，對這種新型生物水泥開(kāi)展試驗，也在探索其進(jìn)一步大規模應用，如通過(guò)密封裂縫修復道路、密封地下隧道的縫隙以防止滲水等。(科技日報記者 劉霞)

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關(guān)鍵詞： 新型生物水泥 土壤改良 控制海灘侵蝕 二氧化碳