動態焦點:科學家用100%的輪胎橡膠骨料制造優質混凝土

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混凝土由三部分組成：水，將所有東西結合在一起的水泥，以及沙子或礫石等骨料。這種骨料必須從地下開采，實際上現在在世界許多地方都是供不應求。

廢棄的輪胎在一定程度上可以被回收利用，但最終往往只是在垃圾填埋場或被燒掉。

一些團體試圖用另一種方法來解決這個問題，即用磨碎的輪胎代替一部分沙子或礫石。由此產生的混凝土往往比普通混凝土更堅硬，因為其中的橡膠顆粒允許它在壓力下彎曲而不是破碎。但不幸的是，如果用輪胎顆粒代替了太多的骨料，混凝土就會缺乏抗壓強度和分裂抗拉強度。這至少部分是因為水泥不能很好地與橡膠碎片結合，所以它們不能被牢牢地固定在一起。

在他們同事的研究基礎上，澳大利亞皇家墨爾本理工大學的科學家們確定，粘合問題是由于輪胎橡膠的多孔性造成的。更確切地說，當混凝土最初被混合時，橡膠中的孔隙充滿了水，但一旦水蒸發和混凝土凝固，這些孔隙就會在橡膠/水泥界面上變成空洞。

為了解決這個問題，研究人員從所有骨料都是輪胎顆粒的濕混凝土開始，然后在混凝土凝固時將其置于特殊的鋼制模具中。這些模具對混凝土施加壓力，壓縮顆粒和其中的孔隙。

結果，一旦混凝土干燥并凝固，水泥就能更好地與"預載"輪胎顆粒結合。與用傳統方法生產的100%輪胎骨料混凝土相比，預載混凝土的抗壓、抗折和抗拉強度分別提高了97%、59%和20%。

科學家們現在正在研究如何加固這種新的混凝土，從而使其更適合于建筑項目的使用。

研究報告的共同作者和團隊負責人李杰教授說：“由于典型混凝土的主要部分是粗骨料，用廢舊輪胎橡膠取代所有這些骨料可以大大減少自然資源的消耗，也可以解決如何處理廢舊輪胎這一重大環境挑戰。”

有關這項研究的論文最近發表在《資源、保護與回收》雜志上。