基于响应建模的PMSWA增强型实心砌块可持续建筑材料性能评估

《Scientific Reports》：Sustainable construction materials performance evaluation of PMSWA-enhanced solid blocks through response modeling

　　

摘要

工业化、城市化以及生活方式的变化导致固体废物量不断增加，从而进一步加重了环境负担。根据2016年的估算，全球当年产生的城市固体废物约为20.1亿吨，按照目前的趋势，到2050年这一数字预计将上升至34亿吨。除了传统上利用工业副产品飞灰外，本研究还提出了一种可持续的建筑材料替代方案，即用处理过的城市固体废物灰替代飞灰。该研究主要探讨了在重量占比为0%至50%不等的范围内，用处理过的城市固体废物灰替代细骨料来制作实心砌块（CM 1:5）的可行性。研究人员对所制砌块进行了力学性能和耐久性测试，以确定基于强度和服务性能标准的最优替代比例。承重能力在砌块设计中起着至关重要的作用，它既可用于框架结构中的隔墙，也可用于复合墙、地下室、基础等结构中的主体结构。砌块的承重能力取决于其抗压强度，而抗压强度会在达到最大值时显现。综合考虑强度和耐久性要求（吸水率≤10%），研究确定了在实心砌块中使用30%处理过的城市固体废物灰为最优比例。若替代比例为原材料的40%，虽然砌块的强度仍能满足要求，但其吸水率会超过10%，因此不适用于对耐久性要求极高的场合。研究还采用了响应面法来分析替代比例与养护时间之间的相互作用，并通过扫描电镜分析研究了PMSWA实心砌块中颗粒的组成与特性。