混凝土在現代建築中扮演著重要角色，但其主要成分水泥的生產對環境造成了重大影響，佔全球二氧化碳排放的 8%。為了減少碳足跡，業界正在積極研究和實施多種策略。
工程師們早已認識到，用粘土部分替代水泥可以顯著降低環境影響。傳統上，業界普遍使用高級高嶺土，但由於其在陶瓷和化妝品等行業的需求高漲，導致其變得稀缺且價格昂貴。
來自澳大利亞 RMIT 大學的新研究揭示了低級伊利石粘土的潛力，這是一種更便宜且更豐富的替代品。研究顯示，當低級伊利石與低級高嶺土混合時，可以產生更強的混凝土，強度提高 15%。
水泥的二氧化碳排放主要來自一種化學反應，即石灰石 (CaCO₃) 在窯中加熱，分解為生石灰 (CaO) 並釋放二氧化碳。這是製造水泥熟料的不可避免步驟。新的方法中，低級伊利石和高嶺土粘土以等比例混合，然後在 600 攝氏度下共同加熱。這一“共煅燒”過程顯著提高了伊利石粘土與水泥和水的結合能力，這一特性稱為火山灰反應性。
根據 RMIT 工程學院的 Chamila Gunasekara 博士的說法，這一方法能夠用低級伊利石和高嶺土的組合替代 20% 的水泥使用量，同時提高產物的性能。這一聯合加熱過程不僅僅是混合，它還導致材料性能的重大變化，這對於強度和耐久性至關重要。更重要的是，該材料能夠化學性地鎖住更多水分，確保增強結構完整性的長期反應，從而使孔隙率降低 41%，抗壓強度提高 15%。
這一發展被認為在經濟和環境上具有變革性潛力。高級高嶺土的市場預計到 2032 年將達到 60 億美元（約 HK$ 468 億）。這項研究可能會催生一個全新的豐富伊利石粘土市場。
研究主導作者 Roshan Jayathilakage 博士指出，由於原材料共同加工，這一方法簡化了工業操作，並降低了燃料使用，相比多次煅燒步驟，這使得該方法在技術上、經濟上和環境上都具有可擴展性。
此外，RMIT 還開發了一種先進的計算工具，與北海道大學合作，這一虛擬工具顯著加快了材料評估的速度，從而減少了對實驗室測試的需求。RMIT 的 Yuguo Yu 博士表示，通過預測不同粘土組合對混凝土行為的影響，工程師能夠更好地設計針對當地粘土類型和特定環境條件的節能混合物。
這項研究為低碳未來鋪平了道路，使可持續建築成為現實。可持續建築的研究和發展正在積極進行中。最近，蒙大拿州立大學的研究人員開發出一種由真菌菌絲體和細菌細胞製成的活性建材，這種創新的生物複合材料可以自我修復並持續有效數週，為再生建築開辟了新時代。該材料的低溫生產和對活細胞的依賴提供了一種有希望的解決方案，以減少建築行業對環境的影響。該研究結果已發表在《Construction and Building Materials》期刊上。
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