混凝土被用于建筑业已有数千年的历史,它无处不在。但是它的生产是全球碳排放的主要贡献者,我们已经看到许多旨在减少其环境影响的研究。芬兰VTT技术研究中心的一个这样的项目正在寻求使混凝土生产成为负碳。
芬兰VTT技术研究中心几十年来一直在研究碳化的负面影响--在这个缓慢的过程中,二氧化碳会随着时间的推移被混凝土重新吸收,并可能导致钢筋的腐蚀。
2010年代末,研究人员开始专注于将这些问题转化为一种优势。"VTT高级科学家Tapio Vehmas说:"我们决定开发负碳混凝土,但并不清楚如何做到这一点。我们开始进行实验,以便找出二氧化碳在混凝土中的作用,碳铝酸盐是如何形成的,以及这个过程如何取代水泥并降低碳足迹"。
Carbonaide公司首席运营官Jonne Hirvonen(左)和首席执行官Tapio Vehmas(右)在芬兰Hollale的试验装置上 VTT/Jarno Artika
"我们开始寻找合适的低碳粘合剂。这些实验表明,来自钢铁行业的高炉炉渣可以被碳化,并且作为一种有效的粘合剂在混凝土中替代普通水泥。"Vehmas补充说:"这并没有直接成功,但我们必须发展材料概念并寻找适当的激活剂。粘合剂的最终材料组合由矿渣、绿酒渣和生物灰组成。"
然后,该项目将集体的目光转向商业化,建立了一个自动碳化试验系统,在大气压力下将二氧化碳结合到预制混凝土中,并将其安装在一个集装箱内,该集装箱位于芬兰南部Hollola的一家混凝土厂旁边。该工厂的所有者Rakennusbetoni- ja Elementti Oy随后使用该技术制造了碳负离子庭院铺装,以安装在Skanska公司的建筑工地上。
"我们已经在试验装置中证明,新技术能够将传统混凝土的二氧化碳排放量减少45%,"Vehmas说,他现在是VTT衍生公司Carbonaide的CEO。"去年秋天,我们证明了通过用矿渣替代波特兰水泥,将我们产品的碳足迹降低到-60公斤/立方米。"
据报道,传统混凝土的碳足迹约为每立方米250-300公斤。
混凝土公司Rakennusbetoni- ja Elementti Oy在芬兰Hollale的试验装置中使用了Carbonaide的技术来制造院子里用的砖
Carbonaide公司现在打算建造世界上第一条生产负碳混凝土的工业试验生产线,并已获得180万欧元(约195万美元)的种子资金以启动该项目。位于Hollola的工厂规模的装置与全面运作的价值链相结合,预计将"每天矿化5吨二氧化碳,并将其碳负性混凝土产品的产量提高100倍"。
该公司的目标是扩大生产规模,到2026年在整个地区有10个单位在运行,预计到2050年,每年将绑定约500兆吨的二氧化碳。
Vehmas说:"我们在Carbonaide的目标是用尖端技术创造一个更可持续的未来,这不仅仅是减少混凝土等建筑材料的碳排放,而是在其整个生命周期内捕获比它们排放更多的二氧化碳。"建筑环境成为二氧化碳汇是非常自然的,因为它是最大体积的人造材料"。