廢棄材料制成可再生生物水泥 有望在土壤改良、控制海灘侵蝕等方面“大顯身手”

據(jù)物理學家組織網近日報道，新加坡南洋理工大學科學家開發(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的廢料來制造生物水泥，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等方面“大顯身手”。相關研究發(fā)表于《環(huán)境化學工程雜志》。

研究人員指出，他們新研制出的生物水泥由生產乙炔氣產生的廢料工業(yè)電石渣和哺乳動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，產生可溶性鈣，隨后將尿素添加到可溶性鈣中，形成膠結溶液，接著在溶液中加入細菌培養(yǎng)物，細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)生反應的過程被稱為微生物誘導方解石沉淀，當這種反應在土壤或沙子中發(fā)生時，生成的碳酸鈣將土壤或沙子顆粒黏合在一起，以增加其強度，并填充它們之間的孔隙，從而減少水滲透進材料中。

最新研究負責人、土木與環(huán)境工程學院院長楚劍教授表示：“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。從長遠來看，這不僅會降低生產生物水泥的成本，還將降低廢物處理的成本?！?/p>

結果顯示，使用生物水泥加固的土壤無側限抗壓強度高達1.7兆帕，高于使用等量水泥處理的相同土壤的無側限抗壓強度，使用這種生物水泥適用于土壤改良項目，如加固地面或減少滲水，或控制海岸線侵蝕等。另外，細菌培養(yǎng)液和膠結液都是無色的，當涂在巖石上時，其原始顏色得以保留，這使新研制出的生物水泥對修復古老的巖石遺跡和文物很有用。

楚劍表示：“在生產水泥的過程中，人們需要在超過1000攝氏度的高溫下燃燒原材料，這會產生大量二氧化碳。但我們的生物水泥在室溫下生產，不燃燒任何東西，是一種更環(huán)保、能耗更低、碳中性的工藝?！?/p>

該團隊目前正與新加坡的相關國家機構合作，對這種新型生物水泥開展試驗，也在探索其進一步大規(guī)模應用，如通過密封裂縫修復道路、密封地下隧道的縫隙以防止?jié)B水等。