“这是一个突破!”
用废料和稻壳制成混凝土:德中合作研究项目如何革新建筑业,并为乌克兰的重建做出贡献。
几乎没有任何其他行业像建筑业一样需要耗费如此多的自然资源。而能回收利用的材料,例如从现有建筑和结构的拆除中回收利用的材料,依旧很少。德国弗劳恩霍夫协会木材研究所(Fraunhofer-Institut für Holzforschung,也称威廉-克劳蒂茨研究所 (Wilhelm-Klauditz-Institut),简称 WKI)的专家们携手德中合作伙伴一起,共同研究如何改变这种状况。在此次访谈中,“ReMatBuilt”项目负责人严立波 (Libo Yan) 教授解释了为什么他参与研制的由回收废料和稻壳等废料制成的高性能建筑材料如此具有革命性。
严先生,您和您的团队研制的新型建筑材料有什么特别之处?
传统混凝土通常由水泥和砂砾构成。然而,砂砾的开采不仅会破坏环境,而且资源也并非无穷尽的。此外,砂砾往往还需要经过长途运输。因此,在“ReMatBuilt”项目中,我们用建筑废料代替了砂砾,即混凝土废料和砖石废料。我们利用这些材料生产可回收混凝土,并将其与亚麻和木屑等天然植物纤维相结合,同时也完成了废木材的回收利用。这两种成分,即建筑废料和废木材,都是世界各地在拆除建筑物时会大量产生的,但迄今为止它们几乎没有得到过回收利用。因此,从生态和经济角度来看,我们的建筑材料是一种极具吸引力的替代品。
您团队研制的可回收混凝土还具有哪些优良特性?
它不仅节约了有限的生态资源,而且其建筑砌块比传统混凝土更轻、更坚固、更耐用,并具有更好的隔热和隔音效果。
但您的研究还更进了一步:您的团队还成功研制出一种可以完全替代水泥的材料。
水泥通常由石灰石、粘土和石英砂制成,在生产过程中会排放大量二氧化碳。我们发现,在特殊燃烧过程中产生的稻壳灰是一种极好的水泥替代品。大米是全球消耗量最大的食品,但迄今为止,稻壳却几乎没有得到利用。这是一个突破!
您的研究成果听起来非常具有突破性——但为什么这种混凝土还没有得到广泛应用,或者预计什么时候会普遍投入使用?
建筑业使用再生混凝土骨料一般都要遵守严格的规定。不过,在德国最新的 DIN 1045-2:2023-08 标准中,已经制定了相关规定,允许简单实用地使用 再生混凝土骨料,特别是在 BK-N 级混凝土中,使用量最高可达 25%。然而,建筑业使用再生混凝土骨料的认证工作往往既复杂又耗时。
德中科研合作项目是如何建立的?
在“2030 年生物经济学国家科研战略”的框架下,德国联邦教研部推动了一个国际合作项目“2017 年国际生物经济学”。我们有六个项目合作伙伴,其中四个来自德国,两个来自中国。
对您来说,您和您的团队所制定的解决方案能否尽快让人们直接受益,这一点尤为重要。您有什么设想?
ReMatBuilt 项目的成果可以成为乌克兰战后重建的快速解决方案。战争留下了大量废墟,而重建需要大量建筑材料。利用当地的建筑废料和拆除废料生产新的混凝土或其他建筑材料,既能解决废物处理问题,还能节约自然资源和施工时间。乌克兰是世界上最大的小麦、玉米和大麦等农产品出口国之一。正如我们的项目所显示的那样,这些产品的植物残渣既可以作为水泥的可持续替代品,也可以作为重建的可持续隔热材料。我们还收到了德国环境与自然保护联盟 (BUND) 驻迪伦 (Düren) 小组的请求,希望与当地企业合作,利用 ReMatBuilt 项目的成果开展一个试点项目。