美國(guó)研究人員用稻殼灰制造水泥，減少二氧化碳排放
又到了一年稻谷豐收的季節(jié)了。全世界每年生產(chǎn)6億多噸稻谷。在稻谷加工成稻米之后，不少地方的農(nóng)民把稻殼當(dāng)作垃圾扔掉了，一些地方的農(nóng)民把稻殼和稻草一起燒掉。這種處理方法極大地污染了環(huán)境，燃燒時(shí)產(chǎn)生的濃煙會(huì)引發(fā)呼吸道疾病。最近，美國(guó)一家化工公司的研究人員打算利用這些稻殼來(lái)制造水泥。
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摻加了稻殼灰的復(fù)合水泥 |
稻殼就是俗稱(chēng)的糠，在中國(guó)不少農(nóng)民用糠來(lái)喂豬。而在美國(guó)，稻殼常常被當(dāng)成垃圾扔掉，或者墊在家禽或牲畜的圈里，有的農(nóng)民甚至把稻殼和稻草一起放把火燒掉。研究人員拉詹·溫帕蒂表示，燃燒稻殼會(huì)產(chǎn)生大量二氧化碳，制造水泥也會(huì)產(chǎn)生大量二氧化碳。如果用稻殼灰來(lái)制造復(fù)合水泥，摻入到建筑用的混凝土中，就可以大大減少二氧化碳的排放。根據(jù)研究人員的反復(fù)試驗(yàn)，復(fù)合水泥中來(lái)自稻殼灰的成分可以占到20%。
根據(jù)研究人員的測(cè)算，每生產(chǎn)1噸水泥就會(huì)產(chǎn)生1噸二氧化碳。全世界每年生產(chǎn)50億立方米的混凝土，由此產(chǎn)生的二氧化碳占全球人為制造二氧化碳的大約5%。如果世界各個(gè)地區(qū)都能采用摻加了稻殼灰的復(fù)合水泥，這個(gè)比例可以降到4%以下。復(fù)合水泥生產(chǎn)廠家還可以和生物質(zhì)發(fā)電廠合作，把稻殼的熱能用來(lái)發(fā)電，燃燒產(chǎn)生的灰燼則可以添加到水泥中。
為什么是用稻殼灰來(lái)制造水泥，而不是稻草或者其他農(nóng)作物的廢料呢？水泥的主要成分是硅酸鈣，這種建筑材料的黏性和堅(jiān)固性都不錯(cuò)。研究人員表示，制造水泥還得用含硅量高的農(nóng)作物，而稻殼中富含二氧化硅，就可以用來(lái)制造水泥。
幾十年前，科學(xué)家們就已經(jīng)意識(shí)到了稻殼作為建材的潛在價(jià)值，但是以往稻殼的焚燒產(chǎn)物因?yàn)楹剂窟^(guò)高一直難以被用作水泥的替代品。近年來(lái)，研究人員已經(jīng)從技術(shù)上很好地解決了這個(gè)問(wèn)題。新方法是將稻殼放入熔爐，利用800攝氏度高溫燃燒，最后剩下純度較高的二氧化硅粉末。
采用摻加稻殼灰的水泥會(huì)不會(huì)降低建筑物的強(qiáng)度，導(dǎo)致建筑物成為“豆腐渣工程”呢？研究人員表示，把普通水泥和部分稻殼灰混在一起經(jīng)特定程序加工制成的復(fù)合水泥，會(huì)讓混凝土更加堅(jiān)固。美國(guó)全國(guó)混凝土協(xié)會(huì)工程部高級(jí)副主席科林·勞勃說(shuō)，這個(gè)基本原理已經(jīng)存在好幾個(gè)世紀(jì)了：“幾百年前，羅馬人就開(kāi)始用火山灰來(lái)制造城墻磚了。”羅馬人發(fā)現(xiàn)，摻一些維蘇威山上的火山灰，能夠使水泥更牢固。他說(shuō)，如今一些建筑工人會(huì)使用煉鐵剩下的熔渣，或者火力發(fā)電廠剩下的煤灰，達(dá)到同樣的效果。
溫帕蒂表示，稻殼灰的優(yōu)勢(shì)在于它不像煤灰或者熔渣，稻谷年年種，稻殼灰取之不盡。此外，摻入稻殼灰還能讓制造出的水泥呈現(xiàn)能更好反射陽(yáng)光的淺色，使用這種水泥的建筑物在空調(diào)方面可以節(jié)省開(kāi)支。現(xiàn)在，不少?lài)?guó)家提倡利用“把建筑變白”的方法來(lái)抵御全球氣候變暖，這種淺色水泥就是一種很好的“把建筑變白”的建筑材料。由于用來(lái)制造水泥的稻殼灰經(jīng)高溫處理后產(chǎn)生的二氧化硅比較純，摻加了稻殼灰的水泥更抗腐蝕。研究人員表示，修筑摩天大樓、橋梁或任何近海或水上建筑時(shí)，如果能用稻殼灰復(fù)合水泥代替普通水泥，則制成的混凝土優(yōu)勢(shì)就會(huì)大大體現(xiàn)出來(lái)。
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用來(lái)制造稻殼灰復(fù)合水泥的高溫爐 |
溫帕蒂的研究團(tuán)隊(duì)目前正在進(jìn)行一項(xiàng)試驗(yàn)，如果能證明高溫燃燒稻殼的方法奏效，他們將開(kāi)始投入建設(shè)大型熔爐，計(jì)劃每年產(chǎn)生約1.5萬(wàn)噸稻殼灰。如果能大規(guī)模地制造稻殼灰，利用美國(guó)產(chǎn)生的所有稻殼每年可制成210萬(wàn)噸稻殼灰。事實(shí)上，對(duì)于一些稻米和混凝土消耗都非常大的發(fā)展中國(guó)家而言，稻殼灰的發(fā)展?jié)摿Ω蟆?/p>
有關(guān)專(zhuān)家表示，如果大范圍推廣稻殼灰復(fù)合水泥，則可以引發(fā)一場(chǎng)“綠色建筑”的革命。而反對(duì)這項(xiàng)技術(shù)的一些專(zhuān)家表示，用稻殼灰制造水泥概念很好，但是成本太高，沒(méi)有什么市場(chǎng)前景。
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