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发表于 1月 2026

多所大学联合研究探索稻壳灰作为混凝土建筑中水泥部分替代品的可行性

这项研究由AURAK的一位研究人员参与撰写，运用机器学习技术开发了强度预测模型。

为了在建筑行业寻找水泥替代品，来自包括拉斯海玛美国大学（AURAK）在内的十所大学的研究人员发表了一篇论文，探讨了使用稻壳灰部分替代水泥生产可持续混凝土的可行性。

稻壳灰（RHA）富含二氧化硅，具有良好的化学性质，可作为混凝土中的辅助水泥材料。在混凝土中使用RHA会与水泥水合物（主要是氢氧化钙）发生化学反应，生成赋予混凝土混合物强度和稳定性的副产物。

混凝土生产过程中会释放大量二氧化碳气体，而水泥是混凝土的主要成分之一。

该研究旨在减少混凝土生产过程中对环境造成的负面影响。环保人士强烈认为，必须用碳足迹更低的物质替代水泥。

该研究采用机器学习 (ML) 技术开发了稻壳灰混凝土抗压强度的预测模型，这与既昂贵又耗时的传统方法截然不同。机器学习方法目前已被材料行业用于开发高效的预测模型，这些模型明确地包含了响应参数和输入因素之间的关系。该研究为建筑商和研究人员估算稻壳灰混凝土的抗压强度提供了宝贵的指导。

在正在进行的第二阶段研究（完全由 AURAK 开展）中，研究人员通过实验室实验研究了稻壳灰作为混凝土中水泥的部分替代品的效果。在混凝土生产过程中，分别用 5%、10% 和 15%（重量比）的稻壳灰替代水泥。

在不同龄期下，对所得混凝土混合物的强度和耐久性进行了评估，评估对象包括新鲜状态和硬化状态的混凝土。

测试结果表明，在混凝土中部分替代水泥使用稻壳灰（RHA）可以提高混凝土后期的抗压强度、耐磨性和防潮性能。此外，RHA作为水泥的部分替代品，还能显著改善混凝土的一项重要耐久性指标——低干燥收缩率。

AURAK高级副校长兼教务长Stephen Wilhite教授表示：“我们对参与这项研究的研究团队表示赞赏。这项研究是全球不同研究人员持续努力寻找环境有害材料替代品的一部分。研究结果令人鼓舞，我们相信，对使用稻壳灰替代水泥的研究将会继续进行，并有可能促进建筑行业的可持续发展。”

来自AURAK土木与基础设施工程系的Roz-Ud-Din Nassar是该论文的作者之一，他表示：“当世界各国都在努力减少二氧化碳排放以拯救地球时，每个人都有责任为此做出贡献。我们很高兴我们的研究有力地证明了在混凝土生产中使用稻壳灰（RHA）部分替代水泥的可行性。测试结果表明，在混凝土中使用稻壳灰可以生产经济、耐用且环保的混凝土混合物。这种混合物代表着朝着可持续建筑实践迈出的重要一步。”

考虑到水泥的粘结性能，美国地质调查局（USGS）估计，全球每年生产约40亿吨水泥，占二氧化碳总排放量的7%。更准确地说，生产1吨水泥会产生0.9吨二氧化碳。

参与该研究第一阶段的其他大学研究人员包括：沙特阿拉伯纳季兰大学；巴基斯坦工程技术大学；澳大利亚Macroview Projects公司；沙特阿拉伯萨塔姆·本·阿卜杜勒阿齐兹王子大学；科威特海湾科技大学；波兰西里西亚理工大学；匈牙利布达佩斯科技经济大学；瑞典吕勒奥理工大学；以及马来西亚莫纳什大学。