ماسک‌های یکبار مصرف که در طول همه‌گیری کووید-19 به طور گسترده مورد استفاده قرار می‌گرفتند، اکنون به یک مشکل زیست‌محیطی تبدیل شده‌اند و محققان را بر آن داشته تا ماسک‌های قدیمی را با مخلوط سیمان ترکیب کنند تا بتن قوی‌تری بسازند. آنها پیشنهاد کردند که دوام بیشتری دارد.
در مقاله ای که در مجله Materials Letters منتشر شد، یک تیم تحقیقاتی از دانشگاه ایالتی واشنگتن دریافتند که مخلوطی از مواد برای ساخت ماسک ها 47 درصد از سیمان معمولی دوام بیشتری دارد.
Xianming Shi، پروفسور و سرپرست موقت دپارتمان مهندسی عمران و مهندسی محیط زیست و نویسنده مقاله، گفت: «این ماسک‌های استفاده شده می‌توانند کالاهای ارزشمندی باشند، اگر به درستی مورد استفاده قرار گیرند. من همیشه به دنبال جریان های زباله هستم و اولین واکنش من این است که چگونه آنها را به چیزی قابل استفاده روی بتن یا آسفالت تبدیل کنم؟
تولید سیمان یک فرآیند بسیار کربنیزه است که مسئول 8 درصد انتشار کربن در سراسر جهان است. گاهی اوقات میکروالیاف برای تقویت بتن سیمانی اضافه می شود، اما این مواد گران هستند. بتن تقویت شده با میکروالیاف به طور بالقوه می تواند میزان سیمان مورد نیاز برای یک پروژه را کاهش دهد یا دوام بتن را افزایش دهد، انتشار کربن و همچنین صرفه جویی در هزینه را برای سازندگان و مالکان کاهش دهد.
بخشی از ماسک های طبی که با پوست تماس پیدا می کنند از پارچه پلی پروپیلن یا پلی استر و لایه فیلتر آنها از الیاف پلی پروپیلن بسیار نازک است که می تواند برای صنعت بتن ریزی مفید باشد. ماسک های یکبار مصرف می توانند برای دهه ها در محیط باقی بمانند و تهدیدی برای اکوسیستم باشند.
محققان فرآیند تبدیل الیاف ماسک را به قطعات کوچک به طول 5 تا 30 میلی متر توسعه دادند و سپس آنها را به بتن سیمانی اضافه کردند تا آن را تقویت کنند و از ترک خوردن آن جلوگیری کنند. برای این آزمایش، محققان حلقه‌های فلزی و پنبه‌ای را از ماسک‌ها جدا کردند، آنها را برش دادند و به سیمان پرتلند معمولی، رایج‌ترین نوع سیمان مورد استفاده در سراسر جهان، و مواد خام برای بتن، ملات و دوغاب اضافه کردند.
قبل از افزودن مخلوط به خمیر سیمان، ماسک میکروفیبر را با محلول اکسید گرافن مخلوط کردند. اکسید گرافن لایه های بسیار نازکی را تشکیل می دهد که محکم به سطوح الیاف می چسبد. ماسک های میکروفیبر انرژی را جذب یا هدر می دهند که باعث ایجاد ترک های ریز در بتن می شود. بدون این الیاف، ترک های میکروسکوپی در نهایت منجر به ترک های گسترده تر و تخریب مواد می شود.
محققان در حال انجام تحقیقات بیشتری برای آزمایش ایده خود هستند. آنها می خواهند بدانند که آیا این الیاف می تواند دوام بتن را بهبود بخشد و از یخ زدگی و ذوب شدن مواد شیمیایی مورد استفاده در جاده ها محافظت کند. آنها همچنین در حال بررسی استفاده از فناوری برای بازیافت سایر مواد پلیمری مانند لباس های دور ریخته شده هستند.