2016年11月11日 星期五 09:15:33
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口罩用完怎么办?这些科学家尝试用废弃口罩来铺路

发表时间:2021/2/20

据了解,为了防止新冠疫情传播,全世界每天大约要用68亿个口罩,由于这些口罩可能携带病菌,因此很难被回收再利用,常常通过焚烧或填埋等方式来处理。近年来,澳大利亚皇家墨尔本理工大学(RMIT)的一支研究团队在研究将回收的废弃物加工成高性能建筑材料方面取得了许多研究成果,最近,该团队的研究人员将目标对准废弃口罩,开展了将废弃口罩应用于道路材料的相关研究。



在这项研究中,研究人员首次对添加到再生混凝土骨料(RCA)中的不同比例口罩碎片混合物(SFM)进行了一系列试验,包括改良压实、无边压缩试验和弹性模量测试等,用于道路基础和次基础应用。实验结果表明,混合了一定比例SFM的RCA可以满足路面基层的刚度和强度需求,而且加入口罩碎片后不仅增强了刚度和强度,还改善了延展性和耐用性。


不同混合比例与对应样品名称


改良Proctor压实度试验的测试结果


上图显示了改良Proctor压实试验的测试结果,SFM的含量不同导致最佳水分含量(OMC%)和最大干密度(MDD mg/m3)也发生了相应的变化。随着SFM含量从0增加到3%,OMC从11.99%增加到13.56%,而MDD从2.16 mg/m3减少到1.78 mg/m3。MDD的减少可归因于SFM的比重低于RCA的比重。


无侧限压缩试验测试结果


无侧限压缩试验是路面岩土工程中最常用的评估路面材料强度的试验之一。上图提供了带有误差线的混合样品的无侧限抗压强度(UCS)结果。与对照样品(即0%SFM)相比,99RCA1SFM(1%SFM)的UCS值增加了17%(从185kPa到216kPa)。这是因为SFM纤维在结合RCA颗粒方面起到了增强作用。短而分散的SFM纤维对混合物的增强机理与聚丙烯或塑料纤维增强的土壤相似,引入随机分布的SFM纤维将增强聚集体之间的抗拉伸性。


RCA中SFM纤维增强的桥梁效应阻碍了张力裂纹的进一步发展


上图显示了RCA样品在欠载情况下SFM的桥接效应以及RCA的膨胀和变形。可以看出,SFM纤维在结合RCA颗粒方面起着增强作用,因此,纤维在RCA中的桥接作用可能会阻碍张力裂纹的进一步发展。

这项研究初步考察了将一次性口罩回收利用到道路建设中的可行性,而且研究方法同样适用于其他个人防护装备产生的塑料废弃物,如聚丙烯、聚氯乙烯和丁腈橡胶等。据测算,如果用这种方法建造一条绵延一公里的双车道公路,预计使用约300万个口罩,将可以避免93吨废弃物被填埋。不过,将废弃口罩实际应用于道路铺设,还需要考察更多维度的应用可行性,比如物流效率、加工安全性等。


(来源:纺织导报官微)