3Dプリントされたプラスチックの廃棄物を,自己圧縮モルタルにおける集積物として持続可能な利用:レオロギー,機械,熱性能に関する研究

科学分野:

• 材料科学
• 土木工学
• 環境科学

背景:

• プラスチックの廃棄物は 環境と健康に重大な問題を抱えています
• 建築におけるプラスチック廃棄物の 持続可能な再利用は極めて重要です
• プラスチック廃棄物の再利用には 新しい方法が必要です

研究 の 目的:

• 3Dプリントを用いたリサイクルプラスチックからリオロギー検査機器を開発する.
• 3Dプリントされたプラスチック製の細かい積層 (3DPFA) を使用して,自己圧縮モルタル (SCM) の性能を向上させる.
• SCMの新鮮性,機械性,熱性に対する3DPFAの影響を評価する.

主な方法:

• 3Dプリント技術を用いてリオロギー検査装置を製造した.
• SCMの混合物は,天然の砂を代替する3DPFAの割合 (5%, 10%, 15%, 20%) を変化させました.
• 新鮮な特性 (ミニ・スランプ・フロー,T20・スプレッド・タイム,J・リング,V・フンネル),機械的特性 (圧縮強度,UPV),熱伝導性が評価された.

主要な成果:

• 3DPFAを組み込むことで,SCMの処理能力と流動性が著しく改善されました.
• 20%の3DPFA補充でミニスランプスプレッドは6%増加した.
• 流れの時間 (T20,V-ファネル) が減少し,流れのダイナミクスが向上したことを示しています.
• 熱伝導性は3DPFA添加で最大22%低下した.
• Jリングテストで評価されたパス能力も向上した.

結論:

• 3Dプリントされたプラスチック製の細かい積層は 建築におけるプラスチック廃棄物の利用に有効な解決策です
• 3DPFAはレオロジカルな性質を高め,自己圧縮モルターの熱伝導性を低下させる.
• この研究は 持続可能な建築材料とプラスチック廃棄物の利用に 有望な経路を示しています