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  • 关于制造CO2-SUICOM和传统混凝土时CO2排放量的比较(估算)
    CO2-SUICOM:将CO2排放量少的特殊混和材料和高炉渣粉末等工业副产品代替了制造时排出大量CO2的一部分水泥,实现每立方米削减了197千克的CO2,再加上碳酸化实现每立方米吸收109千克的CO2。
  • CO2-SUICOM铺路用砌块
  • CO2-SUICOM边界砌块
  • 作为环保城市项目开发的一环,在阳台上使用CO2-SUICOM的住宅Brillia ist中野中央公园(东京都中野区)。CO2-SUICOM还具有保护暴露于外部空气中的钢筋混凝土的效果。

October 2021

吸收二氧化碳(CO2)的混凝土

CO2 SUICOM的人行道和车道边界砌块

利用吸收二氧化碳(CO2)的材料,开发的混凝土实质上可实现CO2的零排放。

关于制造CO2-SUICOM和传统混凝土时CO2排放量的比较(估算)
CO2-SUICOM:将CO2排放量少的特殊混和材料和高炉渣粉末等工业副产品代替了制造时排出大量CO2的一部分水泥,实现每立方米削减了197千克的CO2,再加上碳酸化实现每立方米吸收109千克的CO2。

在当今全球变暖的时代,削减CO2排放量成为国际性课题,作为对策日本的建设业正在推进削减CO2的各种技术开发。其中之一就是削减伴随制造混凝土而产生的CO2的排放量。通常,混凝土是由水泥*、水、细砂、粗砂等材料组成。水泥与水反应后起到凝固混凝土的重要作用,但是在制造时会排出很多CO2。因此,通过将钢铁厂和火力发电厂产生的工业副产品(高炉炉渣和煤灰等)作为水泥的替代材料,可以抑制CO2的排放量。混凝土是仅次于水为世界第二大消费物质,这种措施的意义巨大。

2011年,鹿岛建设株式会社、中国电力株式会社、Denka株式会社、LANDES株式会社共同开发了世界上首第一例混凝土“CO2 SUICOM”,制造时将CO2排放量实质上降至零以下。 CO2 SUICOM就是CO2-Storage Utilization for Infrastructure by Concrete Materials的缩写,即“吸收”CO2的意思。通常情况下,在制造过程中,制造每立方米的混凝土要排放288千克CO2,与此相比,CO2 SUICOM这种混凝土通过减排和吸收CO2,每立方米可减少306千克的CO2排放量。也就是说,制造混凝土时的CO2排放量实质为零以下,即越制造越能减少CO2(参照图)。

鹿岛建设技术研究所土木材料小组上席研究员的取违刚先生说:“CO2 SUICOM除了利用工业副产品这一传统技术之外,还结合了混凝土的‘碳酸化’这一新技术制造而成。”

所谓的“碳酸化”是指通过水泥和水反应,让混凝土吸收和固定CO2。据取违刚先生介绍,该项技术是在混凝土的长寿命化研究中而产生的。其契机是在中国大地湾遗址发现的距今约5000年前建成的混凝土房屋的调查。现代的混凝土的寿命约为100年,但大地湾遗址的混凝土被发现时基本保持着原状。

CO2-SUICOM铺路用砌块
CO2-SUICOM边界砌块

取违刚先生介绍说:“根据研究小组的调查,当时的人们在地面上构筑混凝土后,在上面用粘土筑起圆顶状的墙壁,在其中点火使之干燥。也就是说,偶然间,在CO2浓度高的封闭空间中使混凝土凝固,混凝土吸收了大量的CO2。通过这种碳酸化,混凝土在化学上处于稳定的状态,得以在5000年间保持了原形。”

根据这个调查,该公司选择“γC2S”作CO2-SUICOM的材料。γC2S是以氢氧化钙和硅石为原料的粉末状物质,具有与CO2反应后硬化的性质。即γC2S是一种具有吸收CO2、和水泥一样反应后加固混凝土的功能的材料。

这样,该公司在2006年使用γC2S吸收CO2,实现了长寿混凝土的商品化。并且,进一步进行研究,结果,从火力发电厂和钢铁厂出来的工业副产品和γC2S为主要材料,生产出大量吸收CO2后可加固的新型混凝土CO2-SUICOM。与传统混凝土相比,CO2的使用量减半,再加上可固定CO2,从而有助于削减CO2。还有,利用火力发电厂的废气(CO2)进行的固定实际验证实验也取得了成功,这意味着可以直接固定、削减废气中的CO2。

作为环保城市项目开发的一环,在阳台上使用CO2-SUICOM的住宅Brillia ist中野中央公园(东京都中野区)。CO2-SUICOM还具有保护暴露于外部空气中的钢筋混凝土的效果。

目前,CO2-SUICOM已被用于人行道和车道的边界砌块、道路的铺设砌块、河川护岸砌块、公寓阳台的天花板等。特别是在国外,欧美企业对防止全球变暖的意识很强,据说目前有一些企业对商品化和销售表示感兴趣。

在日本政府于2020年12月发表的“2050年碳中性化绿色成长战略”(经济产业省)中,作为“碳再利用”实用化实例提及了CO2-SUICOM,引起广泛关注。

取违刚先生表示:“如果大规模的建筑和公共设施中使用CO2-SUICOM的话,可降低成本,提高减少CO2的效果。通过普及,有望为世界的‘碳循环再利用’做出贡献。”

* 是制造混凝土材料之一的灰色粉末。其中使用最多的是将石灰石和粘土等混合后烤制的“熔块”,再加上石膏,做成主要为粉末状的波特兰水泥。

通过CO2-SUICOM 固定CO2的示意图