變廢為寶：廢棄碳纖維可提高透水混凝土耐久性和強(qiáng)度
華盛頓州立大學(xué)的一個研究小組正在解決一個高科技廢棄品問題，同時解決了關(guān)于雨水徑流的環(huán)境挑戰(zhàn)。
研究小組證明了，通過添加廢棄碳纖維復(fù)合材料，他們可以大大加強(qiáng)道路的滲水性。他們的回收方法發(fā)表在《土木工程材料》雜志的三月刊上，并且不需要消耗大量的能源或化學(xué)品——這是回收廢料的一個關(guān)鍵因素。
傳統(tǒng)路面VS滲水路面
與大多數(shù)道路和停車場使用的不透水的路面不同，透水混凝土使雨水可以自由地排到并滲入地下。由于人們對城市地區(qū)的洪水的擔(dān)憂和暴雨徑流的要求日益增加，一些城市已經(jīng)嘗試在停車場和低交通街道使用透水混凝土。
回收碳纖維
與此同時，碳纖維復(fù)合材料在眾多行業(yè)中越來越受歡迎。由于低密度和高強(qiáng)度，該材料的用途非常廣泛：從飛機(jī)機(jī)翼到風(fēng)力渦輪機(jī)和汽車。然而，盡管市場每年增長10%，但工業(yè)還沒有找到一種方法可以很容易地回收它們的廢物，這相當(dāng)于生產(chǎn)中所用材料的30%。
研究人員由土木與環(huán)境工程學(xué)院的助理教授Karl Englund和Somayeh Nassiri領(lǐng)導(dǎo)，他們從波音制造設(shè)施獲得了碳纖維復(fù)合材料廢棄物，并將其加入到他們的透水混凝土混合物中。他們用機(jī)械銑削把復(fù)合材料加工成理想的尺寸和形狀。增加的材料大大增加了透水混凝土的耐久性和強(qiáng)度。
“在抗彎強(qiáng)度方面，我們?nèi)〉昧撕芎玫男Ч蛡鹘y(tǒng)的混凝土一樣高，而且它的排水速度非常快。” Nassiri說。
銑削VS熱和化學(xué)品
研究人員使用了廉價的銑削技術(shù)，而不是用熱或化學(xué)品來從廢碳纖維復(fù)合材料中制造出一種增強(qiáng)元素。通過將復(fù)合材料保持在固化形式，他們維持并使用了復(fù)合材料的原始強(qiáng)度。他們的混凝土混合物也需要使用許多復(fù)合材料，這對廢物產(chǎn)生者來說是個好消息。
“你是在處理廢物——你不能把一大筆錢加到垃圾里去生產(chǎn)一個產(chǎn)品，”英格倫說，“關(guān)鍵是要盡量減少能源消耗，降低成本。”
復(fù)合材料被分散在整個路面結(jié)構(gòu)中，提供均勻的強(qiáng)度。
測試并主流化
在實(shí)驗(yàn)室規(guī)模內(nèi)展示過了這些材料后，研究人員已經(jīng)開始在路面應(yīng)用上進(jìn)行實(shí)際的測試。他們還與工業(yè)界合作來開始發(fā)展供應(yīng)鏈。
“在實(shí)驗(yàn)室里，這種方法可以提高滲透性路面的耐久性和強(qiáng)度。下一步是找到如何使它成為主流和普遍的方法。” Nassiri說。
該項(xiàng)目的研究是通過與波音公司的合作而得以實(shí)現(xiàn)的。
編輯：鞠麗
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