一次性口罩可以加固混凝土

发表在材料的信件在美国，华盛顿州立大学的一个团队证明，与常用的水泥相比，使用一次性口罩的废弃材料可以在一个月的固化后提高混合物的强度47%。

“如果处理得当，这些废弃口罩实际上可能成为一种有价值的商品，”该研究的合著者、土木与环境工程系临时系主任史宪明教授说。“我总是在寻找废物流，我的第一反应是‘我如何把它们变成混凝土或沥青可用的东西?’”

水泥生产的碳排放量占全球碳排放量的8%。有时在水泥混凝土中加入微纤维来加强它，但价格昂贵。超细纤维增强混凝土可能会减少项目所需的水泥量，或使混凝土使用寿命更长，从而降低成本和排放。

研究人员称，医用口罩的纤维由聚丙烯或聚酯纤维制成，与皮肤接触，过滤层由超细聚丙烯纤维制成。医用口罩的纤维可用于该行业。如果不重复使用，一次性口罩可能会在环境中存在几十年。

施说:“这项工作展示了一项将废弃口罩转化为高价值应用的技术。”

在他们的概念验证工作中，研究人员表示，他们开发了一种制造微型掩模纤维的工艺，长度从5毫米到30毫米不等，然后将它们添加到水泥混凝土中，以增强其强度，防止其开裂。

为了进行测试，他们从面罩上取下金属和棉花环，将它们切割开来，并将它们与普通的硅酸盐水泥结合在一起，硅酸盐水泥是全球使用最多的类型，也是混凝土、砂浆和灌浆的基本成分。

根据研究小组的说法，他们将面膜微纤维混合到氧化石墨烯溶液中，然后将混合物加入到水泥糊中。氧化石墨烯提供了超薄层，能牢固地粘附在纤维表面。这种掩模微纤维吸收或消散断裂能量，而断裂能量会导致混凝土出现微小裂缝。如果没有这些纤维，微小的裂纹最终会导致更大的裂纹和材料的失效。

研究人员正在进行更多的研究，以测试他们的想法，即石墨烯氧化物处理的微纤维也可以提高混凝土的耐久性，并保护它免受冻伤和道路上使用的除冰化学品。他们还设想将这项技术应用于回收其他高分子材料，比如废弃的衣服。

这项研究由华盛顿州立大学研究生李志鹏(音译)领导，得到了美国交通部国家交通基础设施耐久性和寿命延长中心的资助。