陶瓷粘土混合物或可成為更環保輕質建材

近年來,大量的褐藻,通常被稱為海藻(sargassum),在遠離其常見的中大西洋棲息地的海灘上不斷出現。加勒比海、美國和巴西北部的海岸線上,這些藻類累積的數量前所未見。儘管海藻在開放海洋中扮演著重要的生態角色,但其在岸上的大量聚集已成為一個嚴重的問題。隨著海藻的分解,它釋放出的氣體可能對人類健康構成風險。此外,這些密集的藻類層會影響當地的旅遊業,損害漁業,並威脅到沿海生態系統的生物多樣性,為受影響地區帶來複雜的環境和經濟挑戰。

根據聖保羅大學(USP)生物系統工程教授 Joao Adriano Rossignolo 的解釋,海藻通常被收集並送往垃圾填埋場,而沒有實際用途。Rossignolo 專注於將生物和工程原則應用於環境和農業挑戰,並主導了一項研究,探索如何利用沖上岸的海藻。與聖卡洛斯聯邦大學(UFSCar)的研究人員合作,USP 團隊測試了將海藻納入陶瓷粘土中的可行性。這些粘土可以用於建築,減輕混凝土的重量,提高樓板的熱舒適度,甚至在園藝中使用,將一種棘手的沿海廢物轉變為有價值的環保資源。

為了測試海藻對陶瓷粘土的影響,研究人員準備了含有 20% 和 40% 海藻的樣本,並與 0% 的對照樣本進行比較。這些混合物被模具成型,然後在傳統和微波爐中以 800 °C、900 °C 和 1,000 °C 的高溫進行燒結,燒結是一種通過高熱硬化粘土的過程。完成陶瓷樣本的製作後,研究人員進行了一系列測試,以評估關鍵屬性,包括水吸收率、孔隙率和抗壓強度。他們還比較了傳統膨脹粘土與新配方的生命周期,這一生命周期評估了產品從原材料開採到最終處置的環境影響,提供了在建築材料中納入海藻如何使其更可持續的見解。

研究發現,添加海藻可降低輕質陶瓷粘土顆粒的密度,尤其是在 40% 的比例下,而只有微波燒結的樣本在所有溫度下均達到強度要求。生命周期分析顯示,添加海藻的版本比傳統膨脹粘土更環保。研究人員得出結論,微波燒結的海藻粘土提供了一種可行的解決方案來管理沿海海藻,減少自然資源的使用並提高建築中的能源效率。Rossignolo 進一步解釋,團隊成功地將 30% 的海藻納入面板,並完全用其灰燼替代石灰石,從而製成符合當前標準的材料,同時提高耐用性和機械性能。這一研究不僅提出了利用海藻的創新途徑,還為解決環境問題提供了新的思路。


Henderson
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