新型コロナウイルスに関するスマートな廃棄物管理の観点

Scientific Reports volume 13、記事番号: 2904 (2023) この記事を引用

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メトリクスの詳細

この論文では、サージカルマスク、防護服、オーバーヘッドカバーやフットカバーなどの健康個人用保護材（HPPM）ストライプが、建築型枠に使用されるコンクリートの耐久性や物理機械的特性に及ぼす影響を測定するための新しい方法を紹介します。 コロナウイルス（新型コロナウイルス感染症）による現在の世界的流行のため、サージカルマスク、防護服、オーバーヘッドカバーやフットカバーなどのHPPMの使用が大幅に増加しています。 新型コロナウイルス感染症（COVID-19）の第2波と第3波は現在、さまざまな国に影響を及ぼしており、フェイスマスク（FM）の使用が必要となっている。 その結果、何百万もの単一FMが野生に放出され、海岸に打ち上げられたり、海中に漂ったり、危険な場所に行き着いたりしています。 ストライプ繊維がコンクリートの物理機械的特性（加工性、一軸圧縮強さUCS、曲げ強さ、衝撃強さ、耐スポーリング性、耐摩耗性、収着性、吸水率Sw、気孔率（ηe）、透水性、透水性、経済的および環境に優しい側面を決定する必要があります。 この研究は、HPPM、特に使い捨てフェイスマスクに焦点を当て、パンデミック廃棄物をコンクリート構造物に組み込む革新的な方法を調査しました。 走査電子顕微鏡と X 線回折パターンを使用して、微細構造と界面遷移領域を分析し、元素組成を特定しました。 HPPM には細孔をブロックする効果があり、透過性と毛細管の多孔性が減少しました。 さらに、HPPM、特にマスクの最適濃度は、体積比で 0、1、1.5、2.0、および 2.5% で適用されました。 さまざまな HPPM の混合繊維を使用することで、コンクリート サンプルの強度と全体的な性能が向上しました。 強度の増加傾向は約 2% で消え始めました。 この調査の結果、ストライプの含有量は圧縮強度に影響を及ぼさないことがわかりました。 ただし、ストライプはコンクリートの曲げ強度を決定するために重要です。 UCS は 1 ～ 1.5% の間で着実に増加し、その後 2.5% でわずかに低下しました。これは、HPPM をコンクリートに組み込むことが混合物の UCS に重大な影響を与えたことを示しています。 混合物に HPPM を添加すると、コンクリートの破壊モードが脆性から延性に大幅に変更されました。 HPPM ストライプと繊維を少量ずつコンクリート混合物に個別に添加すると、硬化コンクリートの吸水率が減少します。 2% の HPPM 繊維を含むコンクリートは、吸水率と空隙率が最も低かった。 HPPM 繊維は亀裂を横切る架け橋として機能し、マトリックスの転写能力を強化することが判明しました。 技術的および環境的観点から、この研究ではコンクリートの製造に HPPM 繊維を使用することが実行可能であることがわかりました。

コンクリートは圧縮強度は強いですが、引張強度は鋼鉄の10倍です。 また、脆性があるため、亀裂が入った後の応力の伝達を防ぎます。 脆性破壊を防止し、機械的品質を向上させるために、コンクリート混合物に繊維を添加することが可能です。 Healthy Personal Protective Materials (HPPM) ストライプは、スチール、ポリマー、ポリプロピレン、カーボン、ガラスなどの繊維が分散したセメント質複合材料です1。 鉄筋を腐食や硫酸塩の攻撃から保護すること、また細孔や亀裂を通した水やイオンの浸入から保護することは、鉄筋コンクリートの寿命の向上につながります2。 その結果、繊維の挿入と従来の強化材の繊維による置き換えの両方が、長期的な開発の観点から有利です1。 ポリプロピレン繊維強化コンクリートについては 3 により実験的に検討した。 圧縮強度は、体積比 3% のポリプロピレン ストライプを追加した後、試験期間中にわずかに減少し、最も顕著な減少は 10% でした。 分割引張強度は 39% 向上しましたが、体積比 1% のポリプロピレンストライプを含めることで圧縮強度は低下しました。