2022
12/28
相关创新主体

创新背景

混凝土是世界上使用最广泛的建筑材料,水泥是混凝土的关键组成部分之一,其生产会产生相对大量的碳排放,因此减轻这些排放可能会产生很大的不同。但在其生命周期内,混凝土还具有从空气中吸收碳的能力。

 

创新过程

多伦多大学应用科学与工程学院的一组研究人员与加拿大绿色建筑委员会(CAGBC)合作确定低碳方法和技术的潜力和影响,以及它们如何捕获大量二氧化碳并将其捕获在混凝土中。

全球已经制定了几份低碳混凝土框架文件,其中大多数路线图都设定了与熟料-水泥比、替代燃料使用以及碳捕获、储存和封存等多个杠杆相关的2050年碳减排目标。虽然几种碳利用方法已经进行了初步工作,但很少有大规模实施。多伦多大学的团队将研究与扩大这些战略相关的挑战,并探索能够有效地将建成的基础设施转变为碳汇的新技术。

混凝土的自然碳化是通过混凝土成分(特别是水泥)和大气二氧化碳之间的化学反应发生的,并且有可能在混凝土的整个生命周期内发生。加速或强制碳化方法是相对较新的技术,也可以称为碳捕获和利用技术,并且可以在不同的生命阶段引入,例如在制造过程中或寿命结束时。所有这些技术都需要进一步了解负排放技术(如碳捕获利用方法)的影响和潜力。

新结构和现有结构面临的另一个挑战是确保混凝土配方的任何变化。例如,使用低碳成分或在固化过程中吸收更多二氧化碳需要保证不会以牺牲其所需的结构和材料设计性能为代价,包括强度和耐用性。

研究人员表示,考虑到自然碳化过程,与钢筋混凝土构件对钢腐蚀、混凝土降解和使用寿命缩短的脆弱性增加的可能性相关的机制是相当容易理解的。现有的基础设施的情况更加复杂,因为需要考虑和解释与年龄相关的开裂对混凝土二氧化碳吸收的作用,以及加拿大其他主要降解问题,如冻融循环。

没有统一的混凝土碳化测量方法导致在尝试比较不同的混凝土配方和/或二氧化碳吸收技术时,测量和报告的差异增加了额外的复杂性维度,研究人员需要开发基准和其他标准化工具,以准确说明建筑材料的碳吸收量。

碳核算对于使确定各种方法的相对环境影响,并能够估计或预测未来几十年部署这些新技术的影响至关重要。

 

创新关键点

创新探究利用混凝土从空气中吸收二氧化碳的可能性,预计开发碳核算技术准确说明建筑材料的碳吸收量。

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