一次性口罩可以用来改善混凝土

疫情期间普遍使用的一次性口罩现在带来了环境问题，研究人员展示了将旧口罩融入水泥混合物的想法，以制造更坚固、更耐用的混凝土。

　　

   

   

华盛顿州立大学的研究人员开发了一种制造微型掩膜纤维的工艺，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。

疫情期间普遍使用的一次性口罩现在带来了环境问题，研究人员展示了将旧口罩融入水泥混合物的想法，以创造更强、更耐用的混凝土。

在《材料快报》(Materials Letters)杂志上发表的一篇论文中，华盛顿州立大学(Washington State University)的一个研究小组表明，使用掩膜材料的混合物在养护一个月后，比常用的水泥强47%。

“如果处理得当，这些废弃口罩实际上可能是一种有价值的商品，”土木与环境工程系教授兼临时系主任、这篇论文的通信作者史贤明说。“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?’”

水泥生产是一个碳密集的过程，占全球碳排放量的8%。人们有时已经在水泥混凝土中添加了超细纤维来加强它，但它们很贵。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，从而减少碳排放，并为建筑商和业主节省资金。

医用口罩由接触皮肤的聚丙烯或聚酯纤维和过滤层的超细聚丙烯纤维制成，其纤维可用于混凝土行业。如果不重复使用，一次性口罩可能会在环境中存在几十年，并对生态系统构成风险。

史说:“这项工作展示了一种技术，将使用过的口罩从废物流中转移到高价值的应用中。”

在他们的概念验证工作中，研究人员开发了一种制造微型掩膜纤维的工艺，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。在他们的测试中，他们从面罩上取下金属和棉花环，将它们切割开来，并将它们与普通硅酸盐水泥结合在一起。硅酸盐水泥是世界上最常用的水泥类型，也是混凝土、砂浆和灌浆的基本成分。

他们将掩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，这将有助于混凝土中的微小裂缝。如果没有纤维，这些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，以验证他们的想法，即石墨烯氧化物处理过的超细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，比如废弃的衣服，以鼓励收集这类废物。

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Upcycling waste mask PP microfibers in portland cement paste: Surface treatment by graphene oxide