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科技日?qǐng)?bào)北京5月16日電 (記者劉霞)據(jù)物理學(xué)家組織網(wǎng)近日?qǐng)?bào)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(xù),有望在土壤改良、控制海灘侵蝕以及文物雕像修復(fù)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(jié)溶液,接著在溶液中加入細(xì)菌培養(yǎng)物,細(xì)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(yīng)的過(guò)程被稱(chēng)為微生物誘導(dǎo)方解石沉淀,當(dāng)這種反應(yīng)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(qiáng)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(fù)責(zé)人、土木與環(huán)境工程學(xué)院院長(zhǎng)楚劍教授表示:“生物水泥是傳統(tǒng)水泥的可持續(xù)可再生替代品,極具應(yīng)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(xù)性。從長(zhǎng)遠(yuǎn)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(jié)果顯示,使用生物水泥加固的土壤無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度高達(dá)1.7兆帕,高于使用等量水泥處理的相同土壤的無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度,使用這種生物水泥適用于土壤改良項(xiàng)目,如加固地面或減少滲水,或控制海岸線(xiàn)侵蝕等。另外,細(xì)菌培養(yǎng)液和膠結(jié)液都是無(wú)色的,當(dāng)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(duì)修復(fù)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(tuán)隊(duì)目前正與新加坡的相關(guān)國(guó)家機(jī)構(gòu)合作,對(duì)這種新型生物水泥開(kāi)展試驗(yàn),也在探索其進(jìn)一步大規(guī)模應(yīng)用,如通過(guò)密封裂縫修復(fù)道路、密封地下隧道的縫隙以防止?jié)B水等。

責(zé)任編輯:莊婷婷

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