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变废为宝:科学家用废弃碳纤维提高路面的渗透性
发布:lee_9124   时间:2018/3/7 10:20:58   阅读:2217 
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盛顿州立大学的一个研究小组正在解决一个高科技废弃品问题,同时解决了关于雨水径流的环境挑战。

研究小组证明了,通过添加废弃碳纤维复合材料,他们可以大大加强道路的渗水性。他们的回收方法发表在《土木工程材料》杂志的三月刊上,并且不需要消耗大量的能源或化学品——这是回收废料的一个关键因素。

传统路面VS渗水路面

与大多数道路和停车场使用的不透水的路面不同,透水混凝土使雨水可以自由地排到并渗入地下。由于人们对城市地区的洪水的担忧和暴雨径流的要求日益增加,一些城市已经尝试在停车场和低交通街道使用透水混凝土。

回收碳纤维

与此同时,碳纤维复合材料在众多行业中越来越受欢迎。由于低密度和高强度,该材料的用途非常广泛:从飞机机翼到风力涡轮机和汽车。然而,尽管市场每年增长10%,但工业还没有找到一种方法可以很容易地回收它们的废物,这相当于生产中所用材料的30%。

研究人员由土木与环境工程学院的助理教授Karl Englund和Somayeh Nassiri领导,他们从波音制造设施获得了碳纤维复合材料废弃物,并将其加入到他们的透水混凝土混合物中。他们用机械铣削把复合材料加工成理想的尺寸和形状。增加的材料大大增加了透水混凝土的耐久性和强度。

“在抗弯强度方面,我们取得了很好的效果——和传统的混凝土一样高,而且它的排水速度非常快。” Nassiri说。

铣削VS热和化学品

研究人员使用了廉价的铣削技术,而不是用热或化学品来从废碳纤维复合材料中制造出一种增强元素。通过将复合材料保持在固化形式,他们维持并使用了复合材料的原始强度。他们的混凝土混合物也需要使用许多复合材料,这对废物产生者来说是个好消息。

“你是在处理废物——你不能把一大笔钱加到垃圾里去生产一个产品,”英格伦说,“关键是要尽量减少能源消耗,降低成本。”

复合材料被分散在整个路面结构中,提供均匀的强度。

测试并主流化

在实验室规模内展示过了这些材料后,研究人员已经开始在路面应用上进行实际的测试。他们还与工业界合作来开始发展供应链。

“在实验室里,这种方法可以提高渗透性路面的耐久性和强度。下一步是找到如何使它成为主流和普遍的方法。” Nassiri说。

该项目的研究是通过与波音公司的合作而得以实现的。


来源:材料科技在线
 
 
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