材料学部曹晏教授团队成果助力固体废弃物资源化高效利用

发布时间:2024-12-06

本网讯(化学化工学院)固体废弃物再利用是可持续发展的重要课题。然而,传统再生骨料混凝土因界面过渡区性能不足,限制了其强度和耐久性。安徽大学曹晏教授团队总结相关改性技术,在建筑材料领域顶级期刊《Construction and Building Materials》上以“Modification of recycled aggregate and conservation and application of recycled aggregate concrete: A review”为题发表综述论文(DOI: 10.1016/j.conbuildmat.2024.136567化学化工学院2023级博士研究生吴磊为论文的第一作者,曹晏教授为通讯作者,孙喆实验师深度参与综述工作,安徽大学为第一通讯单位。

该综述系统评估了再生骨料的物理、化学、生物和复合改性方法及其对提升混凝土性能的效果,并探讨了经济和环境影响,旨在推动再生骨料混凝土在实际工程中的大规模应用,以减少环境破坏和碳排放,为后续研究提供理论指导。

  

1 再生骨料混凝土应用的回收系统示意图

基于前期工作内容,且受医用磷酸钙与硅酸钙材料机制启发,团队首次将磷酸钙应用于再生骨料改性,开发了一种基于微量磷酸钙改性再生骨料的技术,为废弃混凝土的高效利用提供了创新方案。团队采用磷酸钙预喷涂和预浸渍技术对再生骨料进行改性。在特定配比下,混凝土抗压强度显著提升,同时有效减少硅酸盐水泥用量,降低碳排放。进一步研究发现,磷酸钙优化了骨料的表面特性和孔隙结构,增强界面粘结强度,并通过活性层缓释Ca²⁺和PO₄³⁻离子,促进水化产物生成,填补微裂纹。相比传统技术,该方法避免对骨料内部结构的破坏,优化了再生骨料混凝土的界面过渡区。

研究成果在建筑材料领域顶级期刊《Cement and Concrete Composites》上以“Effect of calcium phosphate modification on the interfacial transition zone of recycled aggregate and concrete”为题发表研究性论文(DOI: 10.1016/j.cemconcomp.2024.105872)。化学化工学院2023级博士研究生吴磊为论文的第一作者,曹晏教授为通讯作者,孙喆实验师积极参与实验内容,安徽大学为第一通讯单位。

  

磷酸钙改性再生骨料混凝土的原理及改性效果展示

后续曹晏教授团队将进一步探索微量磷酸钙的精细调控机制,研究其对混凝土性能的长效增强作用,并结合绿色制备技术,助力固体废弃物资源化高效利用。


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