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標題: 廢棄地毯纖維成混凝土強化劑 [打印本頁]

作者: jiunn36 時間: 4 天前 標題: 廢棄地毯纖維成混凝土強化劑

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　　全球每年有大量的地毯和其它相關的紡織廢棄物﹐不論是焚燒還是掩埋都會環境造成嚴重破壞。目前﹐科學家們正研究將地毯中的纖維加入混凝土以增強其韌性變廢為寶。
　　世界上每年產生大量的地毯廢棄物。在歐洲約有160萬噸﹐其中60%進入垃圾掩埋場﹐剩餘的進焚燒廠。在美國地毯廢料的處理量占整體垃圾處理量的3.5%。地毯纖維在焚燒和掩埋過程會產生有毒物質﹐嚴重影響環境安全。如何對地毯中的纖維再利用﹐一直是科學家們思考的。今年9月《建築和建築材料》雜誌刊登一篇論文﹐介紹了澳洲皇家墨爾本理工大學的團隊如何將這些纖維摻入混凝土中﹐以增強其強度和韌性。該研究成果11月12日公布在該校的新聞社上。
　　澳洲皇家墨爾本理工大學(RMIT University)研究團隊與澳洲紡織品回收協會﹑維多利亞州議會等合作﹐利用廢棄地毯中的纖維增強混凝土性能使其在鑄造時產生的收縮裂縫減少了30%。研究人員將地毯常用的尼龍(Nylon)﹑聚丙烯(PP)﹑聚酯﹑聚對苯二甲酸丙二醇酯(PTT)纖維加入混凝土並鑄造成圓柱和方形柱。之後對他們進行壓縮﹑彎曲﹑劈裂拉伸﹑乾燥收縮的測試以觀察結果並進一步對改良的混凝土實行優化。
　　結果顯示﹐當親水性的PTT纖維﹑疏水性聚酯﹑PP纖維使用的體積比﹐從0.3%增加到0.5%時﹐混凝土的可加工性出現明顯的下降。研究人員還觀察到混凝土加入四種地毯纖維靜置乾燥時間越久(7天到90天)﹐抗壓強度就略為提升﹐但纖維使用比例若從0.3%增加到0.5%時會讓混凝土的抗壓強度降低﹑抗彎強度與拉伸強度上升。不過﹐含有較粗PTT和纖維的混凝土會因為增加纖維的使用量﹐降低凝土的拉伸強度。
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　　此外﹐四種纖維加入混凝土﹐都可以減少混凝土的收縮量﹐這有助於混凝土在鑄造和乾燥過程中減少內部細小開裂。另外﹐這些纖維也能降低混凝土孔隙率﹐且隨著固化時間增加﹐混凝土的整體孔隙率會更低﹐但較粗的纖維容易造成更多孔隙降低混凝土的緻密度使其內部出現細小的裂縫。
　　該團隊還得到混凝土加入尼龍﹑聚酯和PTT地毯纖維的最佳配比。當纖維長度在12毫米﹑體積比為0.3%時能讓混凝土獲得最佳性能﹐但PP纖維則是在體積比為0.5%時可以讓混凝土得到最佳性能。研究人員還觀察到﹐這些纖維在混凝土中起到了橋接作用﹐能夠增強混凝土的機械性能抵抗裂縫產生﹐但使用過多的纖維則容易導致纖維結成團塊﹐這些團塊會增加混凝土的裂縫﹐並降低其收縮性能和機械性。
　　研究人員表示﹐這項研究的目的是讓大家知曉﹐纖維哪些比例能夠有效增加混凝土的強度。未來會研究如何讓更多的纖維增加混凝土的性能以提高廢棄纖維的應用範圍並減少廢地毯被焚燒和掩埋的命運。澳洲皇家墨爾本理工大學(RMIT University)的首席研究員查米拉·古納塞卡拉(Chamila Gunasekara)博士對該校的新聞室表示﹐混凝土在鑄造過程中﹐容易因乾燥出現體積縮縮和產生細小裂縫﹐這些裂紋會導致混凝土出現過早腐蝕﹐且危及其結構完整性和安全性。「我們發現這種廢地毯纖維﹐可以讓混凝土的拉伸強度提高40%﹐並減少混凝出現收縮和裂紋過多的問題。」。
　　該校紡織和材料科學家沙迪·胡希亞爾(Shadi Houshyar)博士則補充說﹐「目前有高達70%的紡織廢料﹐可以轉變成為混凝土裡的可用纖維。」。

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