科学研究表明用过的口罩添加到混凝土中可以增加混凝土的强度

近日，发表在《材料快报》杂志上的一篇研究论文发现，华盛顿州立大学的科研人员将用过的口罩经过处理后，添加到混凝土中可以增强混凝土的强度。

先前的研究表明，在浇注前将微小的增强纤维混入混凝土中，混凝土不易开裂。考虑到这一事实，以及在过去的几年里，一次性口罩已成为一种非常丰富的垃圾形式存在，华盛顿州立大学的科学家们想知道废弃口罩中的聚丙烯或聚酯织物是否可能是这些纤维的来源。

华盛顿州立大学的研究人员开发了一种制造微型面罩纤维的工艺，添加到水泥混凝土中以加强它并防止其开裂。

为了找出答案，研究人员首先从一次性外科口罩上取下金属鼻梁架和棉质耳带，然后将剩余的织物撕成 5 至 30 毫米长度的纤维，然后用氧化石墨烯溶液处理纤维，该溶液在它们上面形成了一层涂层，增加了额外的表面积，帮助它们与常用的波特兰水泥浆粘合。它们以 0.1% 的体积添加到水泥中。氧化石墨烯提供了牢固地粘附在纤维表面的超薄层。这种掩膜微纤维吸收或消散会导致混凝土微小裂缝的断裂能量。如果没有纤维，这些微观裂缝最终会导致更大的裂缝和材料失效。

当纤维增强水泥在固化一个月后进行测试时，发现它的劈裂抗拉强度比未经处理的波特兰水泥高 47%。

研究人员目前正在进行更多研究，以测试他们的想法，即氧化石墨烯处理的微纤维还可以提高混凝土的耐久性，并保护其免受霜冻损害和道路上使用的除冰化学品的影响。他们还设想将这项技术应用于其他聚合物材料的回收利用，例如废弃的衣服，以激励此类废物的收集。

“这项工作展示了一种将用过的口罩从废物流中转移到高价值应用中的技术，”首席科学家施宪明教授说。