Rác thải sợi carbon giúp cải thiện khả năng thoát nước của bê tông

Một nhóm nghiên cứu của Đại học Washington State đang nghiên cứu giải quyết vấn đề thải chất thải công nghệ cao đi đôi với giải quyết vấn đề môi trường do nước mưa gây ra.

Các nhà nghiên cứu đã chỉ ra rằng họ có thể tăng cường tính thấm nước của bê tông bằng cách thêm vật liệu composite sợi từ carbon thải. Phương pháp tái chế của họ, được mô tả trong Tạp chí Vật liệu trong Kỹ thuật Xây dựng dân dụng số ra tháng 3, không yêu cầu phải sử dụng nhiều năng lượng hoặc hóa chất (một yếu tố quan trọng trong việc tái chế chất thải).

Nước thấm qua lớp bê tông được trộn thêm sợi carbon trong một thí nghiệm; Nguồn: WSU

Bê tông truyền thống VS bê tông thấm trộn sợi carbon

Không giống như lớp trải đường không thấm nước được sử dụng cho hầu hết các con đường và bãi đậu xe, bê tông thấm cho phép nước mưa tự do thoát và thấm xuống mặt đất bên dưới. Do lo ngại về ngập úng ngày càng gia tăng ở các khu vực thành thị và yêu cầu kiểm soát lượng nước mưa, nhiều thành phố đã cố gắng sử dụng bê tông thấm trong bãi đậu xe và đường giao thông ở nơi có địa hình thấp.

Bê tông thấmthường có độ xốp cao mà nước mưa có thể chảy thẳng qua để ngấm vào đất ở bên dưới. Nó không chỉ giúp ngăn ngập úng, mà còn giảm thiểu ô nhiễm nước. So với bê tông không thấm nước truyền thống, nước chạy dọc theo các rãnh trên bê tông, tích tụ nhiều chất ô nhiễm trên đường đi, trước khi xuống cống. Nhưng vì loại vật liệu này rất xốp nên không bền như bê tông truyền thống được sử dụng trên các con đường lớn. Do đó các nhà nghiên cứu của Đại học Washington đã trộn thêm sợi carbon vào bên trong.

Tái chế sợi carbon

Hợp kim sợi cacbon, trong khi đó, đã trở nên phổ biến trong nhiều ngành công nghiệp. Siêu nhẹ và mạnh mẽ, vật liệu này được sử dụng trong mọi lĩnh vực từ sản xuất cánh máy bay đến tua bin gió và ô tô. Mặc dù thị trường của loại vật liệu này đang tăng khoảng 10% mỗi năm, nhưng các ngành công nghiệp vẫn chưa tìm ra cách để dễ dàng tái chế chất thải của họ, tức là khoảng 30% nguyên liệu được sử dụng trong sản xuất. 

Nhóm các nhà nghiên cứu dẫn đầu bởi Karl Englund, phó giáo sư nghiên cứu, và Somayeh Nassiri, phó giáo sư của Bộ môn Kỹ thuật Môi trường và Dân dụng, các nhà nghiên cứu đã bổ sung thêm phế liệu sợi cacbon mà họ nhận được từ các cơ sở sản xuất của Boeing vào hỗn hợp bê tông thấm của họ và kết quả cho thấy, độ bền của vật liệu đã được cải thiện đáng kể.

Ngoài ra, do sợi cacbon tồn tại ở dạng hỗn hợp đã được xử lý, nên không cần phải dùng hóa chất độc hại hoặc nhiệt trong các công đoạn xử lý.

Các nghiên cứu đã cho thấy loại vật liệu mới này có hiệu quả ở quy mô phòng thí nghiệm và họ đang bắt đầu thử nghiệm ở quy mô lớn ngoài thực tế. Nghiên cứu cho dự án này đã được thực hiện thông qua hợp tác với Công ty Boeing.

Nguồn: WSU