利用颗石藻光合作用产生的CaCO3颗粒增强波特兰水泥水化成核效应及碳减排研究

本期推荐：为降低水泥行业CO2排放并提升早期强度，研究人员探索以海洋微藻Emiliania huxleyi光合作用合成的颗石（coccoliths）作为成核剂和矿物填料。通过等温量热法和抗压强度测试发现，12.22 m2/g高比表面积的CaCO3颗粒可促进C-S-H形成，在不加速水化的前提下提升早期强度，同时实现CO2封存与水泥替代的双重减碳效益。

　　海洋微藻Emiliania huxleyi通过光合作用矿化CO₂形成的精致钙碳酸盐（CaCO₃）颗粒——颗石（coccoliths），在波特兰水泥体系中展现出双重魔法：作为成核剂时，其12.22 m²/g的超高比表面积像微型"脚手架"般促进水化硅酸钙（C-S-H）的定向生长，使水泥浆体早期抗压强度显著提升；作为矿物填料时，这些生物源颗粒又能替代5-15 wt%的水泥，巧妙地将大气CO₂永久封存在混凝土中。等温量热曲线揭示，颗石独特的表面特性在不改变水化动力学的前提下，通过异相成核机制"招募"更多水化产物在其表面结晶。尽管超过5 wt%添加量会因颗粒吸水性增加需水量，但28天龄期强度未受影响，实现了"减碳不减强"的绿色建材设计理念。这项研究开创性地将藻类生物矿化与建筑材料科学交叉，为水泥工业提供了一条基于光合作用的碳负性技术路径。