Prospettiva di gestione intelligente dei rifiuti di COVID

Rapporti scientifici volume 13, numero articolo: 2904 (2023) Citare questo articolo

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Questo articolo presenta un nuovo metodo per determinare l'effetto delle strisce di materiale protettivo personale (HPPM) sano, come maschere chirurgiche, tute protettive e coperture per la testa e i piedi, sulla durabilità e sulle caratteristiche fisico-meccaniche del calcestruzzo da utilizzare in forme architettoniche. A causa dell’attuale epidemia globale causata dal coronavirus (COVID-19), l’uso di HPPM, come maschere chirurgiche, tute protettive e coperture per la testa e i piedi, è aumentato notevolmente. La seconda e la terza ondata di COVID-19 stanno attualmente colpendo diversi paesi, rendendo necessario l'uso di mascherine (FM). Di conseguenza, milioni di singoli FM sono stati rilasciati in natura, lavandosi sulle spiagge, galleggiando sotto i mari e finendo in luoghi pericolosi. L'effetto delle fibre stripe sulle caratteristiche fisico-meccaniche del calcestruzzo, quali lavorabilità, resistenza alla compressione uniassiale UCS, resistenza alla flessione, resistenza all'impatto, resistenza alla scheggiatura, resistenza all'abrasione, assorbenza, assorbimento d'acqua Sw, porosità (ηe), penetrazione dell'acqua, permeabilità, e gli aspetti economici ed ecologici devono essere determinati. Concentrandosi sull’HPPM, in particolare sulle maschere facciali monouso, questo studio ha studiato un modo innovativo per incorporare i rifiuti pandemici nelle strutture di cemento. Sono stati utilizzati il ​​microscopio elettronico a scansione e modelli di diffrazione dei raggi X per analizzare le microstrutture e le zone di transizione interfacciali e per identificare la composizione elementare. L'HPPM ha avuto un effetto di blocco dei pori, che ha ridotto la permeabilità e la porosità capillare. Inoltre, le migliori concentrazioni di HPPM, in particolare delle maschere, sono state applicate in volume a 0, 1, 1,5, 2,0 e 2,5%. L'uso di fibre miste di diversi HPPM ha aumentato la resistenza e le prestazioni complessive dei campioni di calcestruzzo. La tendenza alla crescita della forza ha cominciato a scomparire intorno al 2%. I risultati di questa indagine hanno mostrato che il contenuto di strisce non ha avuto alcun effetto sulla resistenza alla compressione. Tuttavia, la striscia è fondamentale per determinare la resistenza alla flessione del calcestruzzo. L’UCS è aumentato costantemente tra l’1 e l’1,5% prima di scendere marginalmente al 2,5%, il che indica che l’incorporazione dell’HPPM nel calcestruzzo ha avuto un impatto significativo sull’UCS della miscela. L'aggiunta di HPPM alle miscele ha modificato considerevolmente la modalità di rottura del calcestruzzo da fragile a duttile. L'assorbimento d'acqua nel calcestruzzo indurito viene ridotto quando strisce e fibre HPPM vengono aggiunte separatamente in frazioni a basso volume alla miscela di calcestruzzo. Il calcestruzzo contenente il 2% di fibre HPPM presentava la percentuale di assorbimento d'acqua e di porosità più bassa. È stato scoperto che le fibre HPPM agiscono come ponti tra le fessure, migliorando la capacità di trasferimento delle matrici. Da un punto di vista tecnologico e ambientale, questo studio ha rilevato che l’utilizzo delle fibre HPPM nella produzione di calcestruzzo è fattibile.

Il calcestruzzo ha una forte resistenza alla compressione ma una resistenza alla trazione dieci volte quella dell'acciaio. Ha anche una proprietà fragile, che impedisce la trasmissione dello stress dopo la fessurazione. È possibile aggiungere fibre alle miscele di calcestruzzo per prevenire cedimenti fragili e aumentare le qualità meccaniche. Le strisce di materiali protettivi personali sani (HPPM) sono materiali compositi cementizi con fibre sparse, come acciaio, polimero, polipropilene, carbonio e vetro1. La protezione delle barre di acciaio dalla corrosione e dall'attacco dei solfati, nonché dalle infiltrazioni di acqua e ioni attraverso pori e fessure, è legata al miglioramento della longevità del cemento armato2. Di conseguenza, sia l’inserimento di fibre che la sostituzione del rinforzo tradizionale con fibre sono favorevoli in termini di sviluppo a lungo termine1. Il calcestruzzo fibrorinforzato con polipropilene è stato studiato sperimentalmente da3. La resistenza alla compressione è diminuita marginalmente durante il periodo di prova dopo l'aggiunta di una striscia di polipropilene al 3% in volume, con la riduzione più significativa al 10%. La resistenza alla trazione alla divisione è migliorata del 39%, mentre la resistenza alla compressione si è ridotta con l'inclusione di una striscia di polipropilene all'1% in volume.