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February 21, 2025

创新砂浆混合物使用再生塑料来提高隔热效果并减少浪费

纽卡斯尔大学的研究人员开发了一种由再生塑料和二氧化硅气凝胶制成的砂浆,可提高隔热效果并减少塑料浪费。该团队希望这种新型建筑材料能够减少供暖和制冷费用,同时保护环境。

该团队用硅气凝胶和再生PET塑料代替沙子,研制出水泥砂浆混合物,并证明其具有更好的隔热性且重量更轻。气凝胶以其高隔热性而闻名,并越来越多地用于隔热,特别是在建筑和航空航天领域。

研究小组在研究中表明,与传统砂浆相比,新型砂浆混合物可将热量损失降低55%,同时保持砌体结构所需的强度。它还符合国际标准,为节能和可持续建筑提供了环保的替代方案。

这可以改善可持续建筑实践,同时减少建筑中的热量损失,例如,通过填充砂浆的墙体砖之间的缝隙来减少热桥。

纽卡斯尔大学工程学院纳米科学教授、研究报告主要作者之一Lidija Šiller教授表示:“这项研究表明,我们研发的再生PET塑料废料配方可用于生产水泥基砂浆,这是减少其对环境影响的有效方法。如果能够降低所有新建建筑的供暖费用,同时大幅减少全球的塑料废料,那该是多么美好的事情啊!”

新型砂浆混合

我们测试了七种不同的配方,与传统砂浆一起使用,其中效果最好的新型砂浆混合配方是7%未经处理的二氧化硅气凝胶取代天然砂,并加入3%的再生PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)塑料。

研究中使用的PET塑料颗粒来自切碎的塑料瓶废料,颗粒粗糙、形状不规则,大小在2.5-3.5毫米之间。科学家们将塑料碎片切碎后用水清洗,并在室温下放置24小时使其干燥。

研究小组分析了关键属性,如凝固时间、流动性(用于确定水泥砂浆可加工性的指标)、密度、强度和热传导率。与标准砂浆样品相比,新配方使砂浆的热传导率降低了55%。

该研究的第一作者、工程学院研究员卡尼亚乌·马洛夫博士补充道:“通过降低建筑物的供暖和制冷能耗来提高砌体建筑的热性能,从而满足用户的舒适度需求,这是现代建筑领域考虑的主要课题之一。在我们的工作中,二氧化硅气凝胶颗粒表面的改性是成功将二氧化硅气凝胶颗粒应用于水泥粘合剂和PET塑料的关键一步。”

科学家们计划在实际环境中大规模测试这种新型混合物。

Šiller教授解释道:“现在,这种添加了塑料和气凝胶的新型低热砂浆已经达到了英国的所有标准。下一步,我们希望找到合作者,例如一家建筑公司,申请资金并使用我们的砂浆配方建造房屋。这将使我们能够直接证明潜在的节能效果,并评估砌体建筑应用的经济性。”

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