澳洲科研突破：低階粘土變身高強度低碳混凝土！抗壓性提升15%、孔隙率降低41%

澳洲皇家墨爾本理工大學（RMIT）的工程團隊成功將低階粘土轉化為高效能水泥替代材料，為永續建材市場開創嶄新可能性。這項突破性技術不僅降低建材碳足跡，更解決了高嶺土資源稀缺的產業困境。

混凝土關鍵原料「水泥」的全球生產量，目前佔據全球8%二氧化碳排放量。雖然使用高嶺土替代部分水泥能減少環境衝擊，但優質高嶺土因陶瓷、塗料、化妝品和造紙業需求激增，導致供應日益緊張。

研究團隊在《Construction and Building Materials》期刊發表創新工法：將廉價且儲量豐富的伊利石黏土與低階高嶺土以1:1比例混合，經600度高溫共同煅燒後，製成效能更優異的混凝土新增劑。這種「共煅燒」製程關鍵在於同步處理兩種原料，大幅提升材料效能表現。

計畫主持人Chamila Gunasekara博士指出：「傳統伊利石黏土與水泥的結合力欠佳，但透過共煅燒技術能顯著提升其火山灰反應活性。採用這種方法，我們成功用低階粘土組合替代20%水泥用量，成品效能反而更出色。」

實驗資料顯示，新型粘土混合物中無序材料含量增加18%，這對強度與耐久性至關重要。材料還能以化學穩定形式鎖住更多水分，有利長期維持結構強度。更驚人的是孔隙率銳減41%，抗壓強度提升15%，這歸功於鐵化合物形態改變形成的緻密內部結構。

研究第一作者Roshan Jayathilakage博士強調，這種製程更具能源效率：「原料同步處理簡化工業流程，相較分階段煅燒更能降低燃料消耗，使技術同時具備經濟效益與環境永續優勢。」

該研究也展現材料科學的數位進展。團隊與日本北海道大學合作開發的先進計算工具，能精準分析混凝土中活化黏土的機械效能、耐久性與能源效率，大幅減少實驗室測試需求。工程學院的Yuguo Yu博士表示：「透過預測不同粘土組成對混凝土的影響，工程師能針對在地粘土特性與環境條件，設計最佳化的節能配方。」

目前研究團隊正與法國歐洲同步輻射設施等國際夥伴合作，持續探索各類粘土與活化技術對混凝土微觀結構的影響，同時擴充套件實地效能測試，加速環保建材的產業應用程序。

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