利用废铸造砂与混合废塑料制备无水泥多孔复合砖的研究

《Scientific Reports》：Cement-free composite brick from waste foundry sand and mixed post-consumer thermoplastic waste for sustainable construction

　　

摘要

随着自然资源消耗加速，符合循环经济原则的环境友好型建筑实践变得越来越重要。因此，本研究旨在开发一种利用废塑料和铸造砂的价值提升路径，使用废铸造砂（WFS）和混合消费后热塑性废塑料（PTW）制备无水泥多孔复合砖。PTW包括聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）、高密度聚乙烯（HDPE）、低密度聚乙烯（LDPE）、聚丙烯（PP）和多层塑料（MLP）。细度模数为2.13的WFS与PTW按50:50的质量比混合，经熔融混合和压制成型加工。共制备了十块复合砖试样，并对其物理和力学性能进行了评估。所开发的多孔复合砖吸水率为1.11%，平均抗压强度为5.32 N/mm2。微观结构观察发现，WFS颗粒被机械包裹在连续的聚合物基体中，而富含二氧化硅的WFS的致密堆积促进了复合结构的紧密性。这种紧密结构减少了互连孔隙，从而实现了低吸水率。总体而言，所开发的PTW-WFS复合砖表现出良好的抗压强度和低吸水率，表明其在技术上可行，并具有作为低负荷建筑应用可持续、环保、无水泥替代品的潜力。