混凝土是世界上使用最廣泛的建築材料，也是全球溫室氣體排放的主要來源之一。但新的研究表明，透過使用不同的化學配方製造混凝土，有可能顯著減少混凝土的碳足跡。
混凝土具有複雜的分子結構，由沙子、礫石、水和水泥的混合物組成。水泥是透過將富含鈣的材料（通常為石灰石）與富含二氧化矽的材料（通常為粘土）在約 1,500 攝氏度的溫度下加熱製成的。這個過程通常以煤為燃料，產生堅硬的塊狀物，然後將其磨成粉末。水泥生產佔混凝土總體溫室氣體排放的很大一部分。
每年生產超過 200 億噸混凝土，佔全球人為二氧化碳產量的 10%。麻省理工學院昨天釋出的一份報告表明，降低水泥中鈣與矽酸鹽的比例將提高材料的強度，減少材料體積，並將與混凝土相關的排放量減少一半以上。
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麻省理工學院高階科學家兼該報告的作者羅蘭·佩倫克表示，目前的混凝土使用量估計是鋼鐵的三倍。“在以持久的方式庇護人類方面沒有其他解決方案——在室溫下輕鬆地在 10 小時內將液體變成石頭。這就是水泥的魔力，”他說。
更堅固、更玻璃化
傳統水泥中鈣與二氧化矽的比例範圍為 1.2 至 2.2，公認的標準為 1.7。透過建立所有可能的化學配方資料庫，麻省理工學院研究團隊發現，每 1 份二氧化矽配 1.5 份鈣是“神奇的比例”，佩倫克說。
他說，使用這種混合物，該材料可以達到“普通水泥兩倍的抗斷裂機械強度，並具有一些分子尺度的設計”。
由於混凝土生產是高度溫室氣體密集型的，因此水泥中鈣含量的任何減少都將對排放產生積極影響。根據佩倫克的說法，減排量可能高達 60%。
使用這種配方還可以提高混凝土的機械強度，並使材料具有更玻璃化和更少結晶的結構，這將使其更具抗斷裂性。石油和天然氣行業對在井套管周圍使用更堅固的混凝土以防止洩漏和井噴特別感興趣。
研究人員現在將對新配方進行進一步測試，以證明他們在《自然·通訊》雜誌上發表的研究結果，從分子尺度轉化為工程尺度，應用於基礎設施和建築物等領域。
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