废物变地基：将建筑垃圾转化为高性能材料

为解决这些相互关联的挑战，日本芝浦工业大学（SIT）工程学院的稹见新哉教授领导的科研团队提出一种可持续替代方案：利用建筑废料副产品——边切粉（SCP）和源自回收玻璃的地硅（ES），开发出高性能地质聚合物基土壤固化剂。这项突破性创新在减少水泥依赖的同时，将建筑废料转化为宝贵的建筑资源。其论文于2025年4月21日在线发布，并于2025年5月1日刊登在《清洁工程与技术》期刊第26卷。

SCP与ES的组合形成的地质聚合物基固化剂，可将土壤抗压强度提升至超越建筑级阈值160 kN/m²。对SCP进行110°C和200°C热处理是关键步骤，该工艺显著提升了材料反应活性，在维持性能的前提下降低了原料用量。稹见教授指出："这项研究代表了可持续建筑材料领域的重大突破。通过利用两种工业废料，我们开发的土壤固化剂不仅满足行业标准，更有助于应对建筑废料与碳排放的双重挑战。"

研究中值得关注的是环境安全性策略。初步环境评估发现砷浸出问题，部分源于ES中的回收玻璃成分。稹见教授阐释："可持续性不能以环境安全为代价。最关键的是，我们识别并解决了潜在环境隐患：当初始配方检测出砷浸出时，我们证实掺入氢氧化钙可通过形成稳定的砷酸钙化合物有效缓解该问题，确保完全符合环保标准。"

该解决方案具有广泛的实际应用价值。稹见教授强调："在都市基建领域，我们的技术可稳定道路、建筑及桥梁下方的软弱地基，无需依赖高碳排放的波特兰水泥。这对传统加固方法成本高昂且环境负担重的黏土地质区域尤为重要。"

灾害频发地区可受益于此材料的快速土壤稳定特性——其良好施工性能与凝结时间完全满足应急响应需求。此外，发展中地区的乡村基建项目可利用该材料制作建筑用稳定土块，为烧结砖或混凝土提供低碳替代方案。

其影响跨越多个行业：面临脱碳压力的建筑业获得超越传统方法性能且碳足迹更低的选择；岩土工程公司可将其应用于严苛环境，因其已证实具备抗硫酸盐侵蚀、抗氯离子渗透及抗冻融循环的耐久性。

该技术通过降低波特兰水泥用量，助力建筑项目达成绿色认证与碳减排目标。在实施碳定价机制的国家，开发商还可能据此获得环境激励，进一步提升经济可行性。

稹见教授阐明研究背后的深层愿景："通过利用易得的废料流开发地质聚合物固化剂，我们不仅提供可持续工程方案，更在资源受限的时代重新定义工业副产物的价值。"

这些发现标志着可持续建筑实践的变革性转变——有望将数百万吨建筑废料转化为宝贵资源，同时削减占全球CO₂排放量7-8%的水泥生产碳足迹。随着全球基建需求持续增长，创新技术将在构建更具韧性、更负责任未来中发挥核心作用。