水泥是促進人類文明發展的一種關鍵原材料，就總體積而言，水泥在全世界的使用量僅次于水。

《自然》雜志2月20日刊登題為《綠色水泥——混凝土方案》的文章指出，今年全球水泥總產量將達34億噸。然而，水泥制造業是溫室氣體的主要排放源之一，減少排放意味著需要妥善掌控這種用途廣泛、最為復雜的建筑材料。該文章詳盡介紹了美國麻省理工學院混凝土可持續發展中心(簡稱CSHub)在綠色水泥研究方面的新進展，以及Ceratech公司的替代性解決方案。

工業革命的基礎性材料

1824年，英國石匠約瑟夫阿斯普丁發明了現代水泥。他在廚房里加熱一種經研磨的石灰巖和黏土混合物，當加入水后這種混合物板結硬化，工業革命的基礎性材料就此誕生!當年，他以“人造新式石頭工藝的改進”注冊了這項發明專利。從表面上看與產自波特蘭島上的建筑流行石料相似，阿斯普丁便將這種材料命名為“波特蘭水泥”，這就是目前人類最廣泛使用的建筑材料——硅酸鹽水泥。

現代水泥的生產工藝一般可分為生料制備、熟料煅燒和水泥制成三個工序。不幸的是，采用這種生產工藝，每生產1噸水泥就要向大氣中排放1噸二氧化碳。世界各國水泥制造業所排放的二氧化碳，約占全球溫室氣體排放總量的5%。

既普通又最為復雜的物質

對于探尋減少排放途徑的研究人員來說，更為糟糕的是，水泥并不僅僅是一種產量巨大的普通商品，它也是材料科學中已知最為復雜的物質之一。

CSHub成立于2009年，是目前全球極力倡導打造“綠色”水泥的著名學術機構之一。該中心主任、水泥化學專家哈姆林·詹寧斯認為，在分子層面上對水泥制造過程進行詳盡研究是一項艱辛的工作。

詹寧斯指出，對于水泥的結構和成分、它與水混合后發生怎樣的反應，以及被澆鑄到模具后的形成過程等一系列問題，“我們依然沒有搞清楚其中某些最為基本的問題。實際上，我們不太了解這些東西變硬的化學過程。”美國國家標準與技術研究院水泥專家肯內斯·辛德爾也說：“當水接觸到水泥粉時，究竟發生了什么?其詳情如何?這是目前爭論最為激烈的焦點。”

然而，隨著碳稅和限量與交易市場等減排措施的不斷推進和深化，世界各國的工業界已經行動起來，采取了一些積極的行動，以促進綠色水泥的發展。