Les masques à usage unique omniprésents pendant la pandémie présentant désormais un problème environnemental, les chercheurs ont démontré l'idée d'incorporer de vieux masques dans un mélange de ciment pour créer un béton plus solide et plus durable.

Dans un article publié dans la revue, Materials Letters , une équipe de recherche de l'Université de l'État de Washington a montré que le mélange utilisant des matériaux de masque était 47 % plus résistant que le ciment couramment utilisé après un mois de durcissement.

"Ces masques usagés pourraient en fait être une denrée précieuse si vous les traitez correctement", a déclaré Xianming Shi, professeur et directeur par intérim du Département de génie civil et environnemental et auteur correspondant de l'article. "Je suis toujours à l'affût des flux de déchets, et ma première réaction est 'comment puis-je en faire quelque chose d'utilisable dans le béton ou l'asphalte ?'"

La production de ciment est un processus à forte intensité de carbone, responsable de pas moins de 8 % des émissions de carbone dans le monde. Des microfibres sont déjà parfois ajoutées au béton de ciment pour le renforcer, mais elles sont chères. Le béton renforcé de microfibres peut potentiellement réduire la quantité de ciment nécessaire pour un projet ou prolonger la durée de vie du béton, ce qui permet d'économiser des émissions de carbone ainsi que de l'argent pour les constructeurs et les propriétaires.

Constitués d'un tissu en polypropylène ou en polyester au contact de la peau et d'une fibre de polypropylène ultrafine pour les couches filtrantes, les masques médicaux comportent des fibres qui peuvent être utiles à l'industrie du béton. S'ils ne sont pas réutilisés, les masques jetables peuvent rester dans l'environnement pendant des décennies et présenter un risque pour l'écosystème.

"Ce travail présente une technologie pour détourner les masques usagés du flux de déchets vers une application de grande valeur", a déclaré Shi.

Dans leur travail de preuve de concept, les chercheurs ont développé un procédé pour fabriquer de minuscules fibres de masque, allant de cinq à 30 millimètres de longueur, puis les ont ajoutées au béton de ciment pour le renforcer et empêcher sa fissuration. Pour leurs tests, ils ont retiré les boucles de métal et de coton des masques, les ont découpés et les ont incorporés dans du ciment Portland ordinaire, le type de ciment le plus couramment utilisé dans le monde et l'ingrédient de base du béton, du mortier et du coulis.

Ils ont mélangé les microfibres du masque dans une solution d'oxyde de graphène avant d'ajouter le mélange à la pâte de ciment. L'oxyde de graphène fournit des couches ultrafines qui adhèrent fortement aux surfaces des fibres. De telles microfibres de masque absorbent ou dissipent l'énergie de fracture qui contribuerait à de minuscules fissures dans le béton. Sans les fibres, ces fissures microscopiques conduiraient éventuellement à des fissures plus larges et à la défaillance du matériau.

Les chercheurs mènent d'autres études pour tester leur idée selon laquelle les microfibres traitées à l'oxyde de graphène pourraient également améliorer la durabilité du béton et le protéger des dommages causés par le gel et des produits chimiques de dégivrage utilisés sur les routes. Ils envisagent également d'appliquer cette technologie au recyclage d'autres matériaux polymères, tels que les vêtements jetés, pour encourager la collecte de ces déchets. + Explorer plus loin

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