莱斯大学的工程师已经开发出一种复合粘结剂，主要由粉煤灰构成，这是煤电厂的副产品，可以替代混凝土中的硅酸盐水泥。

粉煤灰粘结剂不需要像硅酸盐水泥进行高温处理，但测试表明它在固化七天后具有相同的抗压强度。它只需要少量钠基活化剂用于硬化硅酸盐水泥。

每年在全球范围内生产超过200亿吨混凝土，其生产过程中二氧化碳的排放量占全球排放量的5-10％，超过运输和能源，成为温室气体最大的生产来源。

制造商经常使用少量富含硅和铝的粉煤灰作为混凝土中硅酸盐水泥的补充。该行业通常将5％至20％的粉煤灰掺入水泥中以使其成为绿色，但其中很大一部分仍然是水泥。以前试图用粉煤灰化合物完全替代硅酸盐水泥，但需要大量昂贵的钠基活化剂，最后使得它比水泥昂贵。

研究人员使用了Taguchi分析，这是一种统计方法，用于缩小化学成分的大相空间，然后进行计算优化，以确定最佳混合策略。

这大大改善了合成复合材料的结构和机械性能，并且导致富钙粉煤灰，纳米二氧化硅和氧化钙与少于5％的钠基活化剂达到最佳平衡。

研究人员表示：过去的大部分工作集中在所谓的F型粉煤灰上，这种粉煤灰来源于发电厂燃烧无烟煤或烟煤，钙含量低。但全球范围内，褐煤或次烟煤等低品位煤是重要的能源，燃烧它们产生高钙或C型飞灰，而这种粉煤灰更难以活化。

“我们的工作为这种高钙粉煤灰的高效和低成本高效利用提供了一条可行的途径，为混凝土的环保制造铺平了道路。未来的工作将评估诸如长期性能，收缩和耐久性。