纤维素纳米晶提升粉煤灰地基环保建材性能：绿色建材发展路径

本文主要探讨了"纤维素纳米晶改善粉煤灰地质聚合物建筑材料"这一主题，针对工程科学与技术领域的研究发表在2022年的《绿色工程科技国际期刊》上。作者Rishen Roopchunda、Jerome Andrew和Bruce Sithole来自南非德班夸祖鲁-纳塔尔大学和约翰内斯堡大学的化学工程学科，以及生物炼制工业发展基金，科学和工业研究理事会。 文章关注的是当前水泥工业的重大环境问题，特别是普通硅酸盐水泥生产过程中产生的大量二氧化碳排放，这促使寻找具有低环境影响的绿色建筑材料。传统的建筑材料中，纤维素纳米晶体表现出显著的增强潜力，但其对粉煤灰基地质聚合物这种潜在绿色材料的具体力学性能影响尚未得到充分理解。因此，作者的研究旨在通过构建一个详细的数据库，来评估纤维素纳米晶体在粉煤灰地质聚合物中的作用，包括压缩强度、密度和耐腐蚀性，以此来优化此类材料的研发并指导后续研究。 研究的三个核心目标是：1）探究纤维素纳米晶体对粉煤灰地质聚合物力学性能的影响；2）量化不同纤维素纳米晶体浓度和活化剂浓度对所制备地质聚合物性能的影响；3）开发适用于绿色建材的实用经验和框架，推动工业废料如粉煤灰的有效利用，减少对环境的负面影响。 实验采用统计实验设计进行优化，最终形成了一个包含纤维素纳米纤维素增强地质聚合物特性的数据库。研究发现，较低的纤维素纳米晶体浓度（低于0.5%）有利于提升地质聚合物的机械性能。这一成果对于将工业废弃物如粉煤灰转化为绿色建材具有重要意义，有助于减少废弃物堆积和减轻传统建筑材料对环境的破坏。 论文结论部分强调了该研究对于推动绿色建材产业化的价值，指出通过标准的框架和对废弃材料的有效利用，可以实现可持续的建筑材料生产和使用。同时，该研究还遵循了Creative Commons BY-NC-ND许可协议，允许知识的传播和再利用。 这篇文章不仅提供了对纤维素纳米晶在粉煤灰地质聚合物中的应用新见解，也为绿色建材的发展提供了实用技术和理论依据，对于环境保护和可持续建筑有着积极的推动作用。