隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，資源消耗與環(huán)境壓力日趨嚴(yán)峻，構(gòu)建資源循環(huán)體系已成為實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的重要路徑。建筑領(lǐng)域面臨材料產(chǎn)能過剩與生態(tài)負(fù)荷加劇的雙重挑戰(zhàn)，其中，木質(zhì)建材的過度開發(fā)引發(fā)的森林資源消耗與廢棄木質(zhì)材料浪費(fèi)的問題尤為突出。盡管木質(zhì)材料具有可再生性與低碳屬性，但其大規(guī)模應(yīng)用導(dǎo)致木質(zhì)建筑垃圾年產(chǎn)量超億噸，而現(xiàn)有回收利用率不足30%，暴露出廢棄木材循環(huán)利用技術(shù)的顯著短板。作為兼具生物質(zhì)資源特性與工程塑料性能的綠色材料，塑木復(fù)合材料（wood-plastic composite，WPC）可降低天然骨料消耗，解決了傳統(tǒng)砂漿試塊密度大、耐腐蝕性差等難題，為制備生態(tài)混凝土浮島提供了新方式。同時(shí)，其在隔熱隔聲性能、施工性能等方面同樣具有明顯優(yōu)勢(shì)，通過適當(dāng)調(diào)整配方，可同步實(shí)現(xiàn)建筑固廢資源化與材料性能優(yōu)化，拓寬材料的應(yīng)用范圍。
此外，隨著數(shù)字建造與智能制造的快速發(fā)展，混凝土3D打印技術(shù)正逐漸成為建筑行業(yè)的重要?jiǎng)?chuàng)新方向。該技術(shù)以分層疊加的方式實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)快速成形，具有無需模板、節(jié)省人力、減少材料浪費(fèi)及能夠制造復(fù)雜結(jié)構(gòu)等顯著優(yōu)勢(shì)，與建筑業(yè)綠色化和智能化的趨勢(shì)高度契合。3D打印對(duì)材料性能提出了更為苛刻的要求，不僅需要具備良好的可泵送性和可擠出性，還需保證層間黏結(jié)性和成形穩(wěn)定性。塑木骨料砂漿在滿足強(qiáng)度的同時(shí)，能夠顯著降低材料密度，其可調(diào)的流變性能與3D打印過程的施工需求具有較高契合性。特別是采用再生WPC骨料，不僅有助于實(shí)現(xiàn)綠色建造，還為3D打印混凝土材料的輕質(zhì)化和功能化提供了廣闊的應(yīng)用前景。
有研究以塑木部分替代傳統(tǒng)砂礫骨料，制備新型輕質(zhì)砂漿材料，通過設(shè)計(jì)配合比，開展流動(dòng)度、抗壓強(qiáng)度、抗折強(qiáng)度、干密度、導(dǎo)熱系數(shù)等性能試驗(yàn)，揭示再生WPC對(duì)塑木骨料砂漿性能的改善機(jī)理，為構(gòu)建廢棄物再生閉環(huán)技術(shù)路徑提供參考。其結(jié)果如下:
1）塑木骨料的替代率降低了砂漿試塊的抗壓強(qiáng)度和抗折強(qiáng)度，隨著替代率從0%增加到30%，砂漿試塊的抗壓強(qiáng)度與抗折強(qiáng)度分別降低了21%和35%。因此在實(shí)際工程應(yīng)用中，要根據(jù)要求合理控制塑木骨料摻量。
2）塑木骨料取代率增加，塑木骨料試樣的流動(dòng)性顯著增加，且流動(dòng)度呈線性增長(zhǎng)，相對(duì)增幅達(dá)到12.97%，這主要是由于塑木骨料的替代導(dǎo)致了更多自由水降低流阻，提升流動(dòng)性。
3）塑木骨料砂漿具有較好的輕質(zhì)化、保溫性能，隨著其替代率的提高，試件的導(dǎo)熱系數(shù)增加了43.86%，試件的保溫隔熱性能得到改善。
4）摻入聚乙烯纖維對(duì)塑木骨料砂漿試塊的抗壓強(qiáng)度和抗折強(qiáng)度發(fā)展均產(chǎn)生不利影響，雖整體作用較弱，但隨著塑木骨料取代率提高，該影響逐漸增強(qiáng)。主要原因在于纖維與塑木骨料界面黏結(jié)性能不足。
5）加速碳化試驗(yàn)后塑木骨料砂漿的抗壓強(qiáng)度和抗折強(qiáng)度均出現(xiàn)下降，但與傳統(tǒng)砂漿相比，塑木骨料砂漿在CO2環(huán)境下的強(qiáng)度降低更多，表明其在碳化環(huán)境下耐久性較傳統(tǒng)砂漿更差。
摘編自:“輕質(zhì)木塑骨料砂漿性能研究”杜宇航等
