随着我国经济的高速发展,资源消耗与环境压力日趋严峻,构建资源循环体系已成为实现可持续发展的重要路径。建筑领域面临材料产能过剩与生态负荷加剧的双重挑战,其中,木质建材的过度开发引发的森林资源消耗与废弃木质材料浪费的问题尤为突出。尽管木质材料具有可再生性与低碳属性,但其大规模应用导致木质建筑垃圾年产量超亿吨,而现有回收利用率不足30%,暴露出废弃木材循环利用技术的显著短板。作为兼具生物质资源特性与工程塑料性能的绿色材料,塑木复合材料(wood-plastic composite,WPC)可降低天然骨料消耗,解决了传统砂浆试块密度大、耐腐蚀性差等难题,为制备生态混凝土浮岛提供了新方式。同时,其在隔热隔声性能、施工性能等方面同样具有明显优势,通过适当调整配方,可同步实现建筑固废资源化与材料性能优化,拓宽材料的应用范围。

此外,随着数字建造与智能制造的快速发展,混凝土3D打印技术正逐渐成为建筑行业的重要创新方向。该技术以分层叠加的方式实现结构快速成形,具有无需模板、节省人力、减少材料浪费及能够制造复杂结构等显著优势,与建筑业绿色化和智能化的趋势高度契合。3D打印对材料性能提出了更为苛刻的要求,不仅需要具备良好的可泵送性和可挤出性,还需保证层间黏结性和成形稳定性。塑木骨料砂浆在满足强度的同时,能够显著降低材料密度,其可调的流变性能与3D打印过程的施工需求具有较高契合性。特别是采用再生WPC骨料,不仅有助于实现绿色建造,还为3D打印混凝土材料的轻质化和功能化提供了广阔的应用前景。
有研究以塑木部分替代传统砂砾骨料,制备新型轻质砂浆材料,通过设计配合比,开展流动度、抗压强度、抗折强度、干密度、导热系数等性能试验,揭示再生WPC对塑木骨料砂浆性能的改善机理,为构建废弃物再生闭环技术路径提供参考。其结果如下:
1)塑木骨料的替代率降低了砂浆试块的抗压强度和抗折强度,随着替代率从0%增加到30%,砂浆试块的抗压强度与抗折强度分别降低了21%和35%。因此在实际工程应用中,要根据要求合理控制塑木骨料掺量。
2)塑木骨料取代率增加,塑木骨料试样的流动性显著增加,且流动度呈线性增长,相对增幅达到12.97%,这主要是由于塑木骨料的替代导致了更多自由水降低流阻,提升流动性。
3)塑木骨料砂浆具有较好的轻质化、保温性能,随着其替代率的提高,试件的导热系数增加了43.86%,试件的保温隔热性能得到改善。
4)掺入聚乙烯纤维对塑木骨料砂浆试块的抗压强度和抗折强度发展均产生不利影响,虽整体作用较弱,但随着塑木骨料取代率提高,该影响逐渐增强。主要原因在于纤维与塑木骨料界面黏结性能不足。
5)加速碳化试验后塑木骨料砂浆的抗压强度和抗折强度均出现下降,但与传统砂浆相比,塑木骨料砂浆在CO2环境下的强度降低更多,表明其在碳化环境下耐久性较传统砂浆更差。
摘编自:“轻质木塑骨料砂浆性能研究”杜宇航等







