前言

傳統澆鑄型混凝土由沙、礫石、土和波特蘭水泥組成，水泥的高隱含碳導致建築行業尋求更具環保效益的替代方案。土基型混凝土因其可再生、碳中和的特性逐漸受到重視，但其性能因高度可變性而限制了應用。

營建廢棄土方被視為具有回收潛力的封閉材料流動循環的最佳範例，然而，由於天然土壤的高度變異性，將其轉化為建築材料需要更多穩定劑來增強性能。

黃原膠作為生物基穩定劑的應用

黃原膠（Xanthan Gum）是一種天然多醣體，廣泛應用於食品、製藥、化妝品及環境修復領域。近期，美國哥倫比亞大學研究人員將黃原膠應用於土基型混凝土，展示出其作為穩定劑的卓越效果。

黃原膠具有增強耐久性和機械性能的特點，且與其他生物聚合物相比，價格更低，性價比更高。

研究發現

研究人員發現，黃原膠和高嶺石粘土顆粒的高負電性表面電荷導致靜電排斥，阻礙了顆粒絮凝體的形成，進一步促進混凝土的分散性和穩定性。

在實驗中，他們調整黃原膠濃度及水與粘土比例，觀察對混凝土粘度和降伏應力的影響。研究結果顯示，在 0.6 wt.% 的黃原膠下，混凝土的可塑性顯著提高；而在 5 wt.% 時，適合 3D 列印的操作性。

結論

這項研究強調了黃原膠作為雙重功能助劑的關鍵作用，其既可作為粘合助劑，又可用於流變改性，推動了環保型土基混凝土的應用與發展。

上述研究已發表於《水泥與混凝土研究》期刊，標題為 “Rheology, 3D printing, and particle interactions of xanthan gum-clay binder for earth concrete”（DOI: 10.1016/j.cemconres.2024.107551）。

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