隨著我國經濟的高速發展,資源消耗與環境壓力日趨嚴峻,構建資源循環體系已成為實現可持續發展的重要路徑。建筑領域面臨材料產能過剩與生態負荷加劇的雙重挑戰,其中,木質建材的過度開發引發的森林資源消耗與廢棄木質材料浪費的問題尤為突出。盡管木質材料具有可再生性與低碳屬性,但其大規模應用導致木質建筑垃圾年產量超億噸,而現有回收利用率不足30%,暴露出廢棄木材循環利用技術的顯著短板。作為兼具生物質資源特性與工程塑料性能的綠色材料,塑木復合材料(wood-plastic composite,WPC)可降低天然骨料消耗,解決了傳統砂漿試塊密度大、耐腐蝕性差等難題,為制備生態混凝土浮島提供了新方式。同時,其在隔熱隔聲性能、施工性能等方面同樣具有明顯優勢,通過適當調整配方,可同步實現建筑固廢資源化與材料性能優化,拓寬材料的應用范圍。

此外,隨著數字建造與智能制造的快速發展,混凝土3D打印技術正逐漸成為建筑行業的重要創新方向。該技術以分層疊加的方式實現結構快速成形,具有無需模板、節省人力、減少材料浪費及能夠制造復雜結構等顯著優勢,與建筑業綠色化和智能化的趨勢高度契合。3D打印對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,還需保證層間黏結性和成形穩定性。塑木骨料砂漿在滿足強度的同時,能夠顯著降低材料密度,其可調的流變性能與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,不僅有助于實現綠色建造,還為3D打印混凝土材料的輕質化和功能化提供了廣闊的應用前景。
有研究以塑木部分替代傳統砂礫骨料,制備新型輕質砂漿材料,通過設計配合比,開展流動度、抗壓強度、抗折強度、干密度、導熱系數等性能試驗,揭示再生WPC對塑木骨料砂漿性能的改善機理,為構建廢棄物再生閉環技術路徑提供參考。其結果如下:
1)塑木骨料的替代率降低了砂漿試塊的抗壓強度和抗折強度,隨著替代率從0%增加到30%,砂漿試塊的抗壓強度與抗折強度分別降低了21%和35%。因此在實際工程應用中,要根據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性顯著增加,且流動度呈線性增長,相對增幅達到12.97%,這主要是由于塑木骨料的替代導致了更多自由水降低流阻,提升流動性。
3)塑木骨料砂漿具有較好的輕質化、保溫性能,隨著其替代率的提高,試件的導熱系數增加了43.86%,試件的保溫隔熱性能得到改善。
4)摻入聚乙烯纖維對塑木骨料砂漿試塊的抗壓強度和抗折強度發展均產生不利影響,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。主要原因在于纖維與塑木骨料界面黏結性能不足。
5)加速碳化試驗后塑木骨料砂漿的抗壓強度和抗折強度均出現下降,但與傳統砂漿相比,塑木骨料砂漿在CO2環境下的強度降低更多,表明其在碳化環境下耐久性較傳統砂漿更差。
摘編自:“輕質木塑骨料砂漿性能研究”杜宇航等







