随着大众对气候危机认知的提高，以及各国政府在减碳方面逐渐做出强有力的政策及法律干预，各企业对低碳和碳储存材料的兴趣正在极速加强。建筑施工占全球碳排放量的11%以上，其中大部分是在建筑材料的生产和加工过程中产生的。这些新型材料有可能将建筑材料从主要的碳排放源转变为负碳材料。这种类型的新材料包括：碱活化水泥混凝土，土板，藻类生长的砖/板和藻类衍生材料，农业废料板（如谷物秸秆），专用纤维（如大麻）等。我们正在探索现有文献对上述材料进行研究，下一步将在自有实验室验证材料的耐用性、结构能力、湿度、导热性、防火性等性能。

碱活化水泥混凝土是当前一个非常重要的研究领域。碱活化水泥（AACs）包括一类通过碱活化形成的新型波特兰水泥替代品：一种使用碱基或盐基化学活化剂促进硅铝酸盐前体溶解，随后沉淀产生胶凝反应的工艺。粉煤灰、矿渣和煅烧粘土均可用作碱活化水泥前体，其中矿渣和煅烧粘土可持续性更高。各种碱活化水泥产品如砂浆、混凝土、砖、实心/空心砌块、屋面瓦、绝缘混凝土、耐温涂料、铺路砖均表现出与波特兰水泥生产的产品相当甚至更好的性能。

富含氧化铝和/或活性二氧化硅的前体不能直接与水发生反应，他们需要活化剂来进行固化和硬化。常见的碱活化剂有苛性碱、硅酸盐、弱酸性硅酸盐。在矿渣活化过程中，反应开始于碱对渣粒的攻击，随着外层被破坏，继续作为反应产物进行聚合反应，经过溶解和沉淀形成最初产物。在后期阶段则遵循固态机制，由于离子缓慢扩散到未反应的核心，后期反应发生在形成的颗粒表面。在水合初始阶段，碱金属阳离子（R⁺）与钙离子（Ca²⁺）的交换中表现为纯粹的催化作用，方程式如下：

矿渣活化后的水合产物与传统波特兰水泥的水合产物相似，但Ca/Si 比较低。

有研究称细磨粒状高炉矿渣（GGBFS）是混凝土制造中最有效的水泥替代材料，它主要由CaO/SiO₂/Al₂O₃/MgO和其他一些微量氧化物组成。GGBFS的水化行为可以用碱度系数（Kb）量化：

通过排除等次要成分（通常小于1%），可以简化方程：

根据碱度系数，GGBFS可以分成三组：酸性（Kb<0.9），中性（Kb=0.9~1.1），碱性（Kb>1.1）。中性和碱性材料更适合作为前体材料。

矿渣精细度，活化剂的性质和模量（SiO₂和Na₂O或K₂O的质量比值）以及固化温度都会对砂浆的机械性能产生重要影响。实际上，根据现有研究，与传统波特兰水泥混凝土相比，碱活化水泥混凝土的机械性能和耐久性（包括耐氯性，耐酸性等）通过调整各影响因素可以达到可接受标准。对于活化剂来说，一般建议在混合物中使用1.0-1.25的最佳模量，以便获得更好的强度和耐久性能。对于骨料与粘合剂的比例，粗骨料与细骨料的比例，现在并没有相关标准，混合比例一般是通过反复试验得出的，以满足规定的要求。

在使用传统骨料时，碱活化水泥混凝土表现出比波特兰水泥混凝土更好的耐化学侵蚀性。此外，在耐高温和耐冻融性方面，碱活化水泥混凝土均表现出更好的性能。在钢筋混凝土方面，受载时碱活化水泥混凝土表现出与波特兰水泥混凝土相当的性能，有时更好。

尽管如此，碱活化水泥混凝土还有许多方面需要深入研究，比如：流体特性，高强度和超高强度混凝土（100-120Mpa及以上）