混凝土是世界上最常用的人造材料，具有耐久性且強度高、價格低廉、原材料多樣，能夠提高道路、橋樑、隧道、跑道、大壩、汙水管道的堅固性，然而很少有人知道混凝土生產過程會對生態環境造成什麼影響。

水泥是混凝土中必不可少的“粘黏劑”，它與水發生反應使碎石、砂礫和沙土結合。但水泥在生產加工過程中消耗了大量石灰石、黏土和電力能源，這一過程無形中排放了大量的二氧化碳，其中大約60%的排放來自水泥生產過程中使用的原材料（從石灰岩到石灰的碳酸鹽分解過程中釋放二氧化碳），其餘40%來自發生上述化學反應所需的能量，以及將材料加熱至1450℃所需的能量。

據統計，每生產1噸水泥將產生810千克的二氧化碳，全球每年消耗混凝土遠超過170億噸，佔全球人類生產生活排放二氧化碳的7%，約23.1億噸。在此背景下，為了減緩混凝土生產過程中的二氧化碳過度排放，低碳環保成為水泥混凝土產業發展的必然方向。

現階段水泥的低碳生產，主要透過調控原材料的易燒性和易磨性，改進生產工藝及裝備水平，降低水泥生產過程的能源消耗，改變現有矽酸鹽水泥熟料礦物體系，突破其礦物組成範圍的限制，降低高鈣礦物含量而提高低鈣礦物含量。但在現有技術條件下，透過上述工藝技術及裝備水平，改造實現節能減排難度已很大。利用二氧化碳礦化養護技術生產的低碳混凝土，不同於傳統的混凝土生產過程，該種混凝土的生產需要吸收一定量的二氧化碳，主要過程是將工業廢氣，如水泥生產過程中排放的二氧化碳，利用特殊的方法注入到新拌混凝土中，與混凝土中的鈣鎂組分之間發生化學反應，從而將二氧化碳永久固結在混凝土中，在實現溫室氣體二氧化碳的封存與利用的同時，混凝土的強度和耐久性也得到一定的提高。

二氧化碳與硬化混凝土會發生碳化反應，造成混凝土對鋼筋保護能力下降、耐久性降低。而二氧化碳礦化養護技術是在早期成型的混凝土階段將二氧化碳注入，與混凝土中的鈣、鎂組分發生礦化反應，產生適量緻密碳酸鈣晶體，硬化混凝土，其強度甚至會比同配比的傳統混凝土高10%以上，並由於材料緻密度增加，耐久性也顯著提高。相比於傳統的高能耗蒸汽養護（1至2天）或自然養護（28天）來生產混凝土，採用這種技術製造的混凝土，可以縮短養護時間至數小時以內，減少混凝土生產過程中30%~40%的二氧化碳排放量，並且由於強度和耐久性提升，可以直接或間接節約水泥用量，實現源頭減排。

混凝土材料是當今世界最具生命力的建築材料，因此應該更多地承擔起建設資源節約型、環境友好型社會的歷史重任。（作者系中國科協培訓和人才服務中心工程師）