Использованным маскам нашли неожиданное применение!

Наука

Поскольку распространенные одноразовые маски во время пандемии теперь 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 материалов использованных медицинских масок была на 47% прочнее, чем обычно используемый цемент после месяца отверждения.

«Эти маски для отходов на самом деле могут быть ценным товаром, если вы их правильно обработаете», — сказал Сяньмин Ши, профессор и временный заведующий кафедрой гражданской и экологической инженерии и соответствующий автор статьи. 

«Я всегда отслеживаю потоки отходов, и моя первая реакция: «Как мне превратить это во что-то полезное, например, в бетоне или асфальте?»

Производство цемента является углеродоемким процессом, на который приходится до 8% выбросов углерода во всем мире. Микроволокна уже  добавляют в цементный бетон, чтобы укрепить его, но они дороги.

Армированный микрофиброй бетон потенциально может уменьшить количество цемента, необходимого для проекта, или сделать бетон более долговечным, экономя выбросы углекислого газа, а также деньги для строителей и владельцев.

Изготовленные из полипропиленовой или полиэфирной ткани, где она контактирует с кожей, и сверхтонкого полипропиленового волокна для фильтрующих слоев, медицинские маски имеют волокна, которые могут быть полезны для бетонной промышленности. Если их не использовать повторно, одноразовые маски могут оставаться в окружающей среде десятилетиями и представлять опасность для экосистемы.

«Эта работа демонстрирует одну технологию, позволяющую перенаправить использованные маски из потока отходов в дорогостоящее приложение», — сказал Ши.

В своей работе proof-of-concept исследователи разработали процесс изготовления крошечных волокон маски длиной от пяти до 30 миллиметров, а затем добавили их в цементный бетон, чтобы укрепить его и предотвратить его растрескивание. 

Для их тестирования они удалили металлические и хлопчатобумажные петли из масок, разрезали их и включили в обычный портландцемент, наиболее распространенный тип цемента, используемый во всем мире и основной ингредиент для бетона и раствора.

Они смешивали микроволокна маски с раствором оксида графена перед добавлением смеси в цементную пасту. Оксид графена обеспечивает ультратонкие слои, которые сильно прилипают к поверхностям волокон. 

Такие микроволокна маски поглощают или рассеивают энергию разрушения, которая будет способствовать появлению крошечных трещин в бетоне. Без волокон эти микроскопические трещины в конечном итоге приведут к более широким трещинам и разрушению материала.

Исследователи проводят больше исследований, чтобы проверить свою идею о том, что обработанные оксидом графена микроволокна также могут улучшить долговечность бетона и защитить его от повреждения морозом и от противогололедных химикатов, которые используются на дорогах. 

Они также предполагают применение этой технологии для переработки других полимерных материалов, таких как выброшенная одежда, чтобы стимулировать сбор таких отходов.

Чжипенг Ли, аспирант кафедры гражданской и экологической инженерии WSU, руководил работой, которая финансировалась через Национальный центр долговечности и продления жизни транспортной инфраструктуры Министерства транспорта США.

 

Источник истории:

Материалы предоставлены Университетом штата Вашингтон. Оригинал написан Тиной Хилдинг. 


Ссылка на журнал:

Zhipeng Li, Zhigang Zhang, Ming-en Fei, Xianming Shi. Upcycling ненужные микроволокна PP маски маски в затире цемента портленда: Поверхностное покрытие оксидом графена. Materials Letters, 2022; 318: 132238 DOI: 10.1016/j.matlet.2022.132238

Оцените автора
( 8 оценок, среднее 4.88 из 5 )
R&M Статья по вам плачет!
Добавить комментарий для Елена Отменить ответ

  1. Елена

    Удалять петельки…

    Мда

    Ответить