Die Gesichtsmasken werden zerlegt, bevor sie in den Zement gehen. WSU
Forscher der Washington State University WSU haben Einwegmasken verwendet, um die Festigkeit von Beton um bis zu 47 Prozent zu verbessern, WSUPressemitteilung der Universitäterklärt.
Mit fortschreitender Coronavirus-Pandemie nimmt auch die Verwendung von Einwegmasken zu, die häufig nicht nur an öffentlichen Orten, sondern auch in unseren Ozeanen verschmutzt werden. Letztes Jahr schätzte eine Studie, dass die Verschmutzung durch Masken um a gestiegen ist. satte 9.000 Prozent da Länder Maskenvorgaben auferlegten, um die Ausbreitung des Virus einzudämmen. Die Milliarden von Masken, die in dieser Zeit produziert wurden, sind jedoch zu einer massiven Herausforderung für die Abfallwirtschaft geworden.
Woraus bestehen Einwegmasken?
Einweg-Operationsmasken können aus Polyestergewebe oder Polystyrol, Polyethylen oder Polypropylen hergestellt werden – thermoplastische Polymere, die beim Arbeiten bei hohen Temperaturen in die meisten Formen gebracht werden können. Die unzähligen Filter, die in N95-Masken zu sehen sind, verwenden auch Polypropylen und können unbehandelt bleibendie Umwelt über Jahrzehnte hinweg neben dem Polymer enthalten Masken auch Metallklammern und Baumwollschlaufen, die zwar recycelbar sind, aber im unbehandelten Müll landen.
Allerdings können gebrauchte Masken bei richtiger Verarbeitung ein wertvolles Gut als Professor seinXianming Shi von der Fakultät für Bau- und Umweltingenieurwesen der WSU entdeckte erfolgreich, als er experimentierte und eine Verwendung für Masken in Beton fand.
Dies kann für unsere Umwelt sehr vorteilhaft sein, wie unsere regelmäßigen Leser wissen werden, Betonherstellung ist eine kohlenstoffintensive Übung und ist für bis zu acht Prozent der weltweiten Emissionen verantwortlich.
Andere Experimente zur Reduzierung von Kohlenstoffemissionen haben ergeben, dass die Zugabe von Mikrofasern die Festigkeit von Zement erhöht, wodurch der Bedarf für ein Projekt verringert und die Emissionen endgültig reduziert werden. Allerdings sind Mikrofasern ein teurer Baustoff, der sie blockieren kannweit verbreitet.
Hinzufügen von Einwegmasken zur Mischung
Als Alternative wandten sich Prof. Shi und sein Team entsorgten Gesichtsmasken zu und entwickelten ein Verfahren, um sie in Mikrofasern für die Betonherstellung umzuwandeln. Indem die Masken in fünf bis 30 mm lange Stücke geschnitten und mit Graphen behandelt wurdenOxid vor dem Einmischen in die Zementpaste gelang es den Forschern, die Bruchenergie, die normalerweise dazu beiträgt, zu absorbieren oder abzubauen winzige Risse im Beton.
Das Graphenoxid ermöglicht es den Mikrofasern, stark an der Oberfläche zu haften, ohne dass winzige Lücken entstehen könnten, die zu größeren Rissen und schließlich zum Versagen des Materials führen könnten.
Die Forscher haben auch die Baumwollschlaufen und Metallklammern der Gesichtsmasken wiederverwendet, indem sie sie zerkleinert und zu gewöhnlichem Portlandzement hinzugefügt haben, der Grundzutat für alle Beton-, Mörtel- oder Mörtelprodukte.
Ihre Proof-of-Concept-Studie zeigte, dass der Beton, der mit Maskenmaterialien hergestellt wurde, nach einem Monat Aushärtung um 47 Prozent fester war. Das Team arbeitet nun daran, festzustellen, ob der Beton vor Frostschäden und dem anhaltenden Einsatz von Enteiser auf Fahrbahnen geschützt ist. InIn Zukunft könnte die Technik auch auf andere Polymere wie ausrangierte Kleidung angewendet werden, was als Anreiz für die Sammlung dieser Abfälle dienen würde.
Die Ergebnisse der Studie wurden veröffentlicht in Materialbriefe.
Zusammenfassung
Gebrauchte Gesichtsmasken, die aus der COVID-19-Pandemie resultieren, bilden einen neuen Abfallstrom, der ein erhebliches Umweltrisiko für das Ökosystem darstellt, wenn er nicht ordnungsgemäß entsorgt wird. Diese Arbeit untersuchte eine umweltfreundliche Lösung, um solchen Abfall einer wertschöpfenden Anwendung zuzuführen, d. h. Herstellung von Mikrofasern für Maskenabfälle zur Verwendung in zementartigen Verbundwerkstoffen. Um die Grenzflächenübergangszone zwischen Maskenfasern und Zementpastenmatrix zu verbessern, werden die aus recycelten medizinischen Masken hergestellten Mikrofasern in einer wässrigen Lösung von Graphenoxid GO, bei 0,05In einer Zementpaste mit dem Wasser/Zement-Verhältnis von 0,40 zeigten die mit 0,1 Vol.-% zugemischten GO-behandelten Maskenfasern ein großes Potenzial zur Verbesserung der Spaltzugfestigkeit um 47 % nach 28 Tagen, wenn auch geringfügigverringerte die Druckfestigkeit der Paste um 3 % nach 28 Tagen.Es wurde auch eine mikroskopische Untersuchung durchgeführt, um den Verstärkungsmechanismusvon GO-behandelten Fasern aufzudecken.Diese Studie demonstriert vorläufigdie Machbarkeit des Upcyclings von Abfallmasken in der Betonindustrie untersucht und eine neue Strategie für die Entsorgung von Abfallmasken bereitgestellt.