Одноразовые маски могут быть использованы для изготовления более прочного бетона
ПУЛЛМАН, Вашингтон. Поскольку широко распространенные во время пандемии одноразовые маски в настоящее время представляют собой экологическую проблему, исследователи продемонстрировали идею включения старых масок в цементную смесь для создания более прочного и долговечного бетона.
В статье, опубликованной в журнале Materials Letters , исследовательская группа Университета штата Вашингтон показала, что смесь с использованием масок была на 47% прочнее, чем обычно используемый цемент после месяца отверждения.
Исследователи WSU разработали процесс изготовления крошечных волокон маски длиной от 5 до 30 миллиметров, а затем добавили их в цементный бетон, чтобы укрепить его и предотвратить растрескивание.
«Эти маски для отходов на самом деле могут быть ценным товаром, если вы правильно их переработаете», — сказал Сяньмин Ши, профессор и временно исполняющий обязанности заведующего кафедрой гражданского и экологического строительства и соответствующий автор статьи. «Я всегда ищу потоки отходов, и моя первая реакция: «Как мне превратить это во что-то пригодное для использования в бетоне или асфальте?»
Производство цемента является углеродоемким процессом, ответственным за 8% выбросов углерода во всем мире. Микроволокна уже иногда добавляют в цементный бетон для его укрепления, но они дороги. Бетон, армированный микрофиброй, потенциально может уменьшить количество цемента, необходимого для проекта, или увеличить срок службы бетона, сокращая выбросы углерода, а также деньги для строителей и владельцев.
Изготовленные из полипропиленовой или полиэфирной ткани в местах контакта с кожей и сверхтонкого полипропиленового волокна для фильтрующих слоев, медицинские маски имеют волокна, которые могут быть полезны в бетонной промышленности. Если их не использовать повторно, одноразовые маски могут десятилетиями оставаться в окружающей среде и представлять опасность для экосистемы.
Исследователи WSU разработали процесс изготовления крошечных волокон маски длиной от 5 до 30 миллиметров, а затем добавили их в цементный бетон, чтобы укрепить его и предотвратить растрескивание.
«Эта работа демонстрирует одну технологию, позволяющую перенаправить использованные маски из потока отходов на более ценное применение», — сказал Ши.
В своей работе по проверке концепции исследователи разработали процесс изготовления крошечных волокон маски длиной от 5 до 30 миллиметров, а затем добавили их в цементный бетон, чтобы укрепить его и предотвратить растрескивание. Для своих испытаний они сняли металлические и хлопковые петли с масок, разрезали их и включили в обычный портландцемент, наиболее распространенный тип цемента, используемый во всем мире и основной ингредиент для бетона, строительных растворов и растворов.
Они смешали микроволокна маски с раствором оксида графена перед добавлением смеси в цементную пасту. Оксид графена обеспечивает сверхтонкие слои, которые прочно прилипают к поверхности волокна. Такие микроволокна маски поглощают или рассеивают энергию разрушения, которая может способствовать образованию крошечных трещин в бетоне. Без волокон эти микроскопические трещины в конечном итоге привели бы к более широким трещинам и разрушению материала.
Исследователи проводят дополнительные исследования, чтобы проверить свою идею о том, что микроволокна, обработанные оксидом графена, могут также повысить долговечность бетона и защитить его от повреждения морозом и от химикатов против обледенения, которые используются на дорогах. Они также предполагают применение этой технологии для переработки других полимерных материалов, таких как выброшенная одежда, чтобы стимулировать сбор таких отходов.
Чжипэн Ли, аспирант кафедры гражданского и экологического проектирования WSU, руководил работой, которая финансировалась через Национальный центр долговечности и продления срока службы транспортной инфраструктуры Министерства транспорта США .
Тина Хилдинг, Колледж инженерии и архитектуры
https://news.wsu.edu/press-release/2022/04/27/disposable-masks-could-be-used-to-improve-concrete/
ЧИТАЙТЕ ТАКЖЕ:
ОколоСтрой СЛ
