新的模型显示，与目前的标准相比，RMIT大学开发的低碳混凝土可以回收两倍的煤灰，所需的水泥量减半，并且随着时间的推移表现得非常好。
2022年，燃煤电厂产生了超过12亿吨的煤灰。在澳大利亚，它占所有废物的近五分之一，即使我们转向可再生能源，未来几十年仍将保持丰富。
与此同时，水泥生产占全球碳排放量的8%，对混凝土(以水泥为主要成分)的需求正在迅速增长。
面对这两个挑战，RMIT的工程师们与AGL的Loy Yang电站和澳大利亚粉煤灰开发协会合作，用粉煤灰代替混凝土中80%的水泥。
RMIT项目负责人Chamila Gunasekara博士说，这是一个重大的进步，因为现有的低碳混凝土通常不超过40%的水泥被粉煤灰取代。
来自RMIT工程学院的Gunasekara说:“我们添加了纳米添加剂来改变混凝土的化学性质，可以在不影响工程性能的情况下添加更多的粉煤灰。”
在被忽视的池塘灰烬中寻找新的机会
综合实验室研究表明，该团队的方法也能够收集和再利用低品位和未充分利用的“池灰”——从发电厂的煤浆储存池中提取——只需最少的预处理。
大型混凝土梁原型已经使用粉煤灰和池塘灰创建，并证明符合澳大利亚的工程性能和环境要求标准。
Gunasekara说:“令人兴奋的是，初步结果显示，低品位的池塘灰也有类似的效果，这可能会为水泥替代开辟一个全新的、未被充分利用的资源。”
“与粉煤灰相比，池灰由于其不同的特性，在建筑中未得到充分利用。在澳大利亚各地的水坝中有数百亿吨的灰烬废物，在全球范围内更多。”
“这些灰池有可能成为环境危害，能够大规模地在建筑材料中重新利用这些灰将是一个巨大的胜利。”
新的建模技术显示了低碳混凝土的长期弹性
RMIT与北海道大学Yogarajah Elakneswaran博士合作开发的试点计算机建模程序现已用于预测这些新型混凝土混合物的随时间变化的性能。
根据RMIT虚拟计算力学专家Yuguo Yu博士的说法，该领域的一个长期挑战是了解新开发的材料如何经受住时间的考验。
Yu解释说:“我们现在已经创建了一个基于物理的模型来预测低碳混凝土随着时间的推移会如何表现，这为我们提供了从数值角度进行逆向工程和优化混合的机会。”
这种开创性的方法最近在《水泥与混凝土研究》杂志上发表，它揭示了新型低碳混凝土中的各种成分如何随着时间的推移相互作用。
Gunasekara说:“例如，我们能够看到，在凝固的早期阶段，混合料中的快速凝固纳米添加剂是如何作为性能增强剂的，补偿了混合料中大量缓慢凝固的粉煤灰和池灰。”
“超细纳米添加剂的加入通过增加密度和致密性显着增强了材料。”
该模型具有广泛的适用性，适用于各种材料，标志着基础设施设计和建设中数字辅助仿真的关键一步。
通过利用这项技术，该团队旨在向地方议会和社区灌输采用新型低碳混凝土用于各种应用的信心。
更多资料:于玉国等，大范围替代率多掺粉煤灰胶凝体系的统一水化模型，水泥与混凝土研究(2024)。引文:模型显示绿色混凝土可以回收两倍于当前标准的煤灰(2024,5月15日)检索自2024年5月17日https://techxplore.com/news/2024-05-green-concrete-recycle-coal-ash.html此文档受版权保护。除为私人学习或研究目的而进行的任何公平交易外，未经书面许可，不得转载任何部分。内容仅供参考之用。
