地球转动为啥房子不倒,地球靠什么自转

首页 > 经验 > 作者:YD1662022-10-26 20:56:47

地球转动为啥房子不倒,地球靠什么自转(1)

万神庙是世界上最大的无钢筋混凝土圆顶建筑

有的楼盘烂了13年至今未果,古罗马人用混凝土造出来的万神庙却屹立2000年至今不倒。不过自从哈德良皇帝于公元125年左右完成这一恢弘建筑以来,人类浇筑的混凝土量越来越巨大。

如今灰色混凝土已成为地球上使用最广泛的建筑材料,每年约有300亿吨被用于建造建筑物、道路、桥梁、水坝和其他结构,且需求仍在不断增长。

这对全球气候来说是个坏消息,因为混凝土的关键成分——由沙子、砾石和水混合制成的水泥——是造成大量温室气体排放的原因。从生产的各个阶段来看,每年生产50亿吨水泥所带来的CO

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排放占全球人为碳排放总量的8%。如果把水泥工业当成一个国家,它将成为仅次于中国和美国的世界第三大排放国。

到目前为止,混凝土几乎没有实用的替代品。正在开发中的“交错层压工程木材”(有望成为可再生资源)引起了广泛兴趣,人们甚至考虑能否将其用于高层建筑,但它终究是不成熟的新事物。当前大量使用混凝土的国家不会轻易改变现状。

鉴于此,让混凝土产业在短期内消失是不可能的。不过科技界正开发使混凝土更环保的技术——或许可以环保到将“向大气增碳”逆转至“令大气减碳”。其中有人用废弃物和碎炉渣这样的烂原料来制作混凝土,也有人通过材料复合制得了防烂建材,还有科学家开发了“逆碳”煅烧工艺和“净零”生物质窑炉。

地球转动为啥房子不倒,地球靠什么自转(2)

水泥生产始于石灰石开采。石灰石的主要成分是碳酸钙;在其煅烧过程中,工作人员将它与粘土混合,然后通过1400℃以上高温的旋转窑。高温逼出了碳和部分氧气,两者结合形成CO2。剩余的块状物称为熟料,由氧化钙和硅酸钙组成。

之后,需将熟料冷却并研磨成水泥。水泥制造过程里一半以上的排放是煅烧的结果,其余大部分来自煤和其他化石燃料的燃烧(为煅烧提供能量)。总而言之,每生产一吨新鲜水泥就会释放近一吨二氧化碳

“逆碳”煅烧

帝国理工学院的保罗·芬内尔(Paul Fennell)和同事在《焦耳》(Joule)杂志发文称,将煅烧产生的(尚未进入大气的)CO2捕获并储存是帮助水泥行业脱碳的最有效方法。捕获的二氧化碳可保存至地下或用于其他行业,例如制造合成燃料,也可在与水混合固化时被注射回混凝土——

地球转动为啥房子不倒,地球靠什么自转(3)

水能促进化学反应,导致水泥硬化;CO2也有类似作用,会在混合反应过程中被固定为碳酸钙。

事实上,以这种方式逆向煅烧比单独使用水更能令混凝土变得坚固。

在芬内尔等人倡导的低碳煅烧体系里,部分原始碳排放得到了恰当处理,部分环节所需的水泥量也减少了,从而进一步降低了总排放量。麦肯锡咨询公司估计,目前逆向煅烧方式最多能锁住5%的水泥碳排放;随着技术进步,此数字可能会上升到30%。

几家公司正在沿着这条路线开始。加拿大CarbonCure公司已为全球400多家工厂安装了能将二氧化碳注入预拌混凝土的设备,其系统已被用于建造建筑物,其中包括位于美国弗吉尼亚州的亚马逊新园区和田纳西州的通用汽车装配厂。

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