用火山灰制成的水泥可以使混凝土結構變得更加堅固和環保
麻省理工學院的研究人員表示，這種配方生產的水泥有許多優點。火山灰在活火山和非活火山周圍都廣泛存在，目前科學家還沒有找到其任何實際的用途。當它與水和其他材料結合以制造類似水泥的糊狀物時，其具有方便的自然特性。
麻省理工學院土木與環境工程系的Stephanie Chin說：“生產水泥需要耗費大量的能源，因為涉及到高溫。這是一個多階段的過程。“是尋求替代品的主要動機，火山灰在高溫高壓下形成。”
在探索這種新型添加劑的潛力時，Chin領導的研究團隊開始研究現有的有關水泥生產過程中所涉及的不同工業過程的“隱含能源”的數據。這是指用來做粉碎巖石，固化水泥或制作混凝土等的總能量。使用這些數據，團隊計算了含有不同比例火山灰的水泥配方的總體能量，范圍從10％到50％。然后他們在實驗室生產一些樣品。
研究人員發現，用火山灰替代50％的傳統水泥，其顆粒大小為17微米，所形成的混凝土的隱含能源減少了16％，盡管這阻礙了材料的整體強度。將火山灰顆粒減少到6微米左右的大小，通過為水和水泥粘結在一起創造更多的表面積，極大地提高了它的強度。
然后，他們打算將這些知識應用于現實世界，轉向科威特一個由13棟住宅和14棟由傳統波特蘭水泥建成的商業建筑的社區。他們使用無人機在結構上飛行，收集圖像和測量數據，并與地方當局的數據結合起來計算鄰里的隱含能源。
在他們早期工作的基礎上，科學家們計算了如何通過不同比例的火山灰來改變這種隱含能源。他們發現30％是他們所定的最佳比例，他們認為這將大大降低隱含能源。
麻省理工學院土木與環境工程系教授Oral Buyukozturk表示：“我們發現，混凝土可以用具有理想性能的天然添加劑制造，并降低隱含能源，當您打造社區或城市時，這可以轉化為顯著的節能。”這種方法的優點在于其靈活性。工程師可以調整配方，根據當前的任務改變火山灰的使用量。
編輯：唐益平
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