墨尔本大学研发牡蛎壳多孔礁石混凝土

广州
墨尔本大学研发牡蛎壳多孔礁石混凝土

墨尔本大学研究团队成功研发一种以废弃牡蛎壳为主要骨料的多孔礁石混凝土。该材料旨在为贻贝等海洋生物幼虫提供坚固的附着表面,以应对全球约85%牡蛎礁已消失的生态危机。

海鲜消费每年产生大量贝壳废弃物。研究团队将牡蛎壳粉碎筛分至4.75至19毫米后,替代传统粗骨料制作混凝土。试验对比了三种配方:常规水泥配河沙,以及两种分别用75%高炉矿渣替代水泥并混合河沙或维多利亚州湖入口海沙的配方。测试表明,添加矿渣的配方不仅降低了材料密度(约1250千克/立方米,约为普通混凝土的一半),还在28天和56天龄期分别比水泥基配方强度高14%和20%。

在针对蓝贻贝的实验室附着测试中,约2500只幼虫被置于六个水族箱内培养三天。结果显示,牡蛎壳混凝土上的幼虫附着数量远超无壳普通砂浆对照组,其中两种配方的附着率翻倍以上。研究人员指出,附着效果与混凝土表面pH值(水泥版10.14,矿渣版8.83至9.11,较接近海水约8.1)无直接关联,主要得益于碎壳形成的粗糙多孔结构。

尽管实验室数据积极,该材料仍面临多项待验证条件。多孔混凝土内部致密性较低,超声波脉冲速度仅约800米/秒,远低于普通混凝土的3000至4500米/秒。作者强调,实际海浪环境下的结构稳定性、耐氯离子与盐腐蚀能力仍需实地测试。此外,建议在构件入海前进行约56天的空气养护,通过碳化作用进一步降低表面pH值。

相关成果已发表于《Construction and Building Materials》期刊。澳大利亚保护协会已在菲利普港湾等地开展贝壳回收与礁区修复项目。若该牡蛎壳混凝土通过海上试验,将为海洋生态修复提供一种更轻、更强且能消纳餐饮废弃物的新材料选项。

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