生物炭增强混凝土的循环经济路径：全生命周期评估揭示23%碳减排潜力

本文推荐：该研究通过全生命周期评估（LCA）量化了建筑废弃物衍生生物炭替代普通硅酸盐水泥（OPC）的环境效益，结合粉煤灰（fly ash）使用可实现全球变暖潜能值（GWP）降低23%。研究创新性提出2wt%生物炭掺量为强度-耐久性-碳封存最优平衡点，并对比热解（pyrolysis）与气化（gasification）技术对碳汇/能源回收的影响，为低碳建筑材料开发提供数据支撑。

　　

Highlight

生物炭与辅助胶凝材料（SCMs）的协同效应展现出突破性环境效益：当5wt%普通硅酸盐水泥（OPC）被生物炭替代，同时35wt%采用粉煤灰时，全球变暖潜能值（GWP）直降23%。2wt%生物炭掺量成为"黄金比例"，完美平衡抗压强度、耐久性与生物碳固定能力。

Supplementary cementing materials

辅助胶凝材料（SCMs）作为现代混凝土技术的绿色引擎，通过火山灰或潜在水硬特性显著降低纯硅酸盐水泥的环境足迹。从粒化高炉矿渣（GGBS）到硅灰，这些工业副产品或天然物质正在重塑可持续建材的分子结构。

Model

本研究采用《LCA for Expert》软件构建模型，依托Ecoinvent 3.9数据库的精准工艺数据，如同给混凝土环境评估装上"CT扫描仪"，实现从原料获取到再生利用的全链条透视。

LCA system boundary

（注：此处原文图示说明未翻译）

Results and discussion for base case

基准测试数据揭示震撼结论：在OPC-粉煤灰体系中引入生物炭后，酸化、富营养化、人体毒性等8大环境指标集体"跳水"。特别是含5%生物炭的配方，其碳足迹比传统混凝土直接腰斩！

Conclusions

这项研究如同在混凝土世界播下"碳种子"：生物炭不仅将CO₂锁进建材骨架，更与粉煤灰形成减碳"双子星"。热解工艺化身"碳捕手"，而气化技术则变身能源回收"魔术师"，共同绘制出建筑行业循环经济的基因图谱。