科学家用100%的轮胎橡胶骨料制造优质混凝土

2022年08月12日 09:21 次阅读 稿源:cnBeta.COM 条评论

近年来,我们听说过用碎裂的废旧轮胎取代混凝土中的一些骨料的努力。但是现在,科学家们已经成功地生产出了高质量的混凝土,其中所有的骨料都被轮胎颗粒所取代。

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混凝土由三部分组成:水,将所有东西结合在一起的水泥,以及沙子或砾石等骨料。这种骨料必须从地下开采,实际上现在在世界许多地方都是供不应求。

废弃的轮胎在一定程度上可以被回收利用,但最终往往只是在垃圾填埋场或被烧掉。

一些团体试图用另一种方法来解决这个问题,即用磨碎的轮胎代替一部分沙子或砾石。由此产生的混凝土往往比普通混凝土更坚硬,因为其中的橡胶颗粒允许它在压力下弯曲而不是破碎。但不幸的是,如果用轮胎颗粒代替了太多的骨料,混凝土就会缺乏抗压强度和分裂抗拉强度。这至少部分是因为水泥不能很好地与橡胶碎片结合,所以它们不能被牢牢地固定在一起。

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在他们同事的研究基础上,澳大利亚皇家墨尔本理工大学的科学家们确定,粘合问题是由于轮胎橡胶的多孔性造成的。更确切地说,当混凝土最初被混合时,橡胶中的孔隙充满了水,但一旦水蒸发和混凝土凝固,这些孔隙就会在橡胶/水泥界面上变成空洞。

为了解决这个问题,研究人员从所有骨料都是轮胎颗粒的湿混凝土开始,然后在混凝土凝固时将其置于特殊的钢制模具中。这些模具对混凝土施加压力,压缩颗粒和其中的孔隙。

结果,一旦混凝土干燥并凝固,水泥就能更好地与"预载"轮胎颗粒结合。与用传统方法生产的100%轮胎骨料混凝土相比,预载混凝土的抗压、抗折和抗拉强度分别提高了97%、59%和20%。

科学家们现在正在研究如何加固这种新的混凝土,从而使其更适合于建筑项目的使用。

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研究报告的共同作者和团队负责人李杰教授说:“由于典型混凝土的主要部分是粗骨料,用废旧轮胎橡胶取代所有这些骨料可以大大减少自然资源的消耗,也可以解决如何处理废旧轮胎这一重大环境挑战。”

有关这项研究的论文最近发表在《资源、保护与回收》杂志上。

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