日本研发出以海水和二氧化碳为原料的新型混凝土，助力实现碳中和

IT之家 9 月 30 日消息，日本早稻田大学发布公报，称该校中垣隆雄、秋山充良团队研发出了一种新型碳回收材料 ——WMaCS，可利用海水中的镁将 CO2 固定为碳酸盐。

作为 WMaCS 应用产品，研究人员成功开发出世界上第一种与传统混凝土完全不同的新型混凝土，每 1m3 可以长期固定约 20 至 110kg 的 CO2。

据介绍，这种混凝土可以海水和二氧化碳为原料，它不仅达到作为建材所需的较短凝固时间和良好抗压强度，其生产过程还能固化封存二氧化碳，助力实现碳中和。

▲ WMaCS 制造工艺流程

这种新开发的混凝土采用了独特的制造方法，其中不含任何石灰熟料（石灰石热分解产物包括二氧化碳），因此其硬化机理与使用普通硅酸盐水泥的传统混凝土完全不同，且具有与普通硅酸盐水泥相当的和易性，凝固时间约 1-2 小时，抗压强度可达 25-75MPa，足以胜任建筑材料。

在此之前，人类多以固态碳酸盐形式封存二氧化碳，而封存二氧化碳适用的碱性氧化物包括氧化钙、氧化镁等，而钙和镁均以离子形式大量存在于海水中。

▲ 使用了 WMaCS 的混凝土材料

该团队一直致力于研发碳酸镁的相关应用产品，他们从海水中提取氯化镁水合物，并以热分解氯化镁水合物得到的氧化镁为原料生产碳酸镁。这一系列工艺用绿色电力驱动，生产出来的每立方米碳酸镁能够封存 20 至 110 千克二氧化碳。

▲ 预制混凝土产品

团队想到利用海水和二氧化碳制取的碳酸镁为水泥原料制备混凝土，以减少碳排放。但如果仅在普通硅酸盐水泥中混入碳酸镁，那么制得的混凝土施工性能会下降，抗压强度也不够，易出现龟裂等现象。

他们从传统的非水硬性氯氧镁水泥生产技术获得启发，通过调整氧化镁的生成条件和碳酸盐化的条件控制混入的碳酸镁晶体，再添加氯氧镁水泥制成的独特配比的粗骨料和细骨料，开发出兼具施工性能和抗压强度的新型混凝土。

公报中提到，新型混凝土可用于制造消波块、联锁块等混凝土产品。不过，这种材料不像普通混凝土那样呈强碱性，因此不适合用于普通的碳钢钢筋混凝土浇筑。IT之家注意到，研究人员还表示下一步会用这种新型混凝土对不锈钢钢筋进行腐蚀测试等流程。

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