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碳纤维混凝土可被回收再利用

放大字体  缩小字体 发布日期:2022-12-30  来源:中国混凝土网  作者:轻量化技术网
核心提示:混凝土中的碳纤维在详细的测试中被证明对拆除、再利用和健康没有问题。

混凝土中的碳纤维在详细的测试中被证明对拆除、再利用和健康没有问题。



如果用碳纤维垫代替钢筋作为混凝土中的加强筋,构件和建筑物可以变得更加纤细。通过这种方式,在运输过程中可以减少能源消耗。减少能源密集型的通用材料生产的重量,可以减少能源需求。世界上第一座完全用碳混凝土建造的建筑目前正在德国德累斯顿建造。针对这一新建筑技术,必须要考虑到可持续性发展的问题。最重要的问题是,相对昂贵的加强垫如果不能回收,就会产生昂贵的危险废物,无法实现封闭的材料循环。


从开始就考虑回收


德累斯顿大学建筑管理学院的研究助理说:"我们进行了多次大规模的测试,建筑和回收公司也参与其中。"


从一开始,对碳混凝土的整个生命周期和可持续性的考虑就是C3碳混凝土复合材料研究项目的一个组成部分。这就是为什么该项目被设计得如此庞大 - 有140个来自研究和建筑行业的合作伙伴。"我们的目标是确定将混凝土与钢筋分离并将碳纤维作为材料重新使用的大规模技术可能性,"研究人员说。


这位科学家在照片和视频中记录了颚式破碎机如何拆除一个专门搭建的试验建筑,并将混凝土残余物带入移动式破碎机。"我们实现了小于56毫米的晶粒尺寸,加强物以5厘米至20厘米的大块释放,而且超过99%,"他报告说。由于加强垫形成的网格比钢垫小得多,因此,涂有合成树脂的碳网垫的整个部分都被保留下来。


比使用钢筋混凝土更容易


目前分离在技术上仍是一个挑战,但使用基于摄像头的系统是可能的。"在第一次测试中,我们甚至能够简单地用一个大锤来演示分离。研究人员说:"由于碳网垫不直接与混凝土结合,而且它们与混凝土的重叠度也很低,这些组件甚至可以比混凝土中的钢更容易分离。


这也可以应用于实验室和研究之外的世界。相关人员总结测试时说:"只使用了标准设备,能够以与钢筋混凝土相当的方式处理这种材料。


两种成分的分离是可能的,没有任何问题。相关人员说:"拆除和后处理在今天已经不是什么特别的挑战,还必须牢记的是,这种构件通常只有在使用了几十年后才需要返回循环。他相信,拆除技术将在这段时间内取得进一步进展。"


验收问题


在将钢筋从混凝土中分离和分拣出来后,仍必须将嵌入薄如蝉翼的纤维的塑料基体取出,以便对碳纤维进行再加工。碳纤维给予纤维复合材料支持和结构。这在技术上是可能的,例如,通过热解,一个热过程。"我们在德国已经有大规模生产的工厂,"研究人员说。


正如许多新的回收工艺一样,现在还不能确定,所做的努力有一天会使这种材料的回收在经济上可行。另一个问题是,回收的碳纤维可能不会被许多高科技应用所接受。然而,考特曼并不认为将回收的碳纤维重新整合到具体产品中是有问题的。他认为这里有广泛的应用领域。


对健康的担忧


出于对释放出的纤维导致的健康风险的研究,在德累斯顿第一座碳混凝土建筑的建设过程中也给予了考虑。当混凝土被粉碎时,排放测量被用来分析除了发生的灰尘外,是否还有个别纤维被释放出来,可以在这里给出全部答案。"必须对此进行调查,因为我们有来自混凝土的石棉纤维的破坏性经验,"相关人员说。


如果纤维在断裂点被释放出来,其大小在5微米到10微米之间,也就是说,是石棉纤维的两倍,处于临界范围之外。"我们还测试了以前用于建筑的纤维是否还能被分解,但我们使用的材料可以排除这种情况,"这位科学家保证说。在研究项目的最初几年,参与者选择了正确的方式,在应用一种新的新兴技术的同时,调查回收和健康保护。

 
 
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