全球每年约40%的塑料产品在使用一个月后就变成废弃物，这些难以降解的“白色污染”正威胁着生态环境。如今，建筑领域的一项新研究为解决这一问题提供了新思路——希腊科研团队发现，将12.5%体积比的塑料废料掺入石灰基砂浆，不仅能减少塑料垃圾，还能提升砂浆的物理力学性能，尤其适用于传统建筑修复。相关成果发表于《Frontiers of Structural and Civil Engineering》。

古建筑修复遇难题：既要环保又要性能稳定

塑料垃圾的处理一直是环保领域的难题。2020年数据显示，全球塑料产量中40.5%用于包装，这些一次性产品使用后即被丢弃，最终进入 landfill 或自然环境。与此同时，传统建筑修复依赖大量天然骨料，每修复1平方米墙面可能消耗数十公斤砂石，加剧资源消耗。如何在修复中兼顾环保与材料性能？这成为研究者关注的焦点。

石灰基砂浆因透气性好、与老墙体兼容性强，是古建筑修复的常用材料。希腊亚里士多德大学团队尝试用塑料废料（如PVC管道碎片、PP酸奶杯 flakes）部分替代天然骨料，设计了九种砂浆配方，测试不同塑料类型（PVC、PP）和掺入比例（12.5%、25%）对性能的影响。

12.5%是“甜蜜点”：PVC提升强度，PP优化稳定性

实验结果显示，塑料废料的掺入比例直接影响砂浆性能：

• PVC管道碎片表现最佳：当掺入12.5%体积比时，砂浆抗压强度较纯石灰砂浆提升，短期收缩变形减少10%-30%，表观比重降低（更轻便），毛细管吸收指数下降（吸水能力减弱，减少雨水损害）。
• 低比例PP也有惊喜：来自酸奶杯的PP flakes在12.5%比例下，砂浆孔隙率变化小，质量损失最低，适合对外观要求高的修复场景。

但当比例提高到25%时，所有塑料类型均导致抗压强度下降5%-25%，尤其是PP塑料箱 flakes因颗粒较粗，内部孔隙增多，强度损失更明显。

微观结构揭秘：塑料与砂浆“和平共处”

通过电子显微镜观察发现，塑料颗粒在石灰砂浆中分布均匀，与基体界面（ITZ）结合稳定，未出现水泥基材料中常见的脱粘或裂缝。这得益于石灰砂浆缓慢的硬化过程，为塑料与基体的结合提供了充足时间。例如，PVC颗粒表面粗糙，能与石灰 paste 形成机械咬合，而PP的低吸水性则减少了水分蒸发导致的收缩裂缝。

环保与实用兼备：每年或消化万吨级塑料垃圾

研究表明，12.5%塑料废料掺入石灰砂浆在技术上可行，尤其PVC废料效果最优。若推广应用于古建筑修复，按每立方米砂浆消耗0.2立方米塑料废料计算，一个中等规模项目（如修复1000平方米墙面）可消耗约20吨塑料垃圾。此外，这种砂浆还保留了传统材料的透气性，避免墙体因水汽积聚而损坏。

团队指出，不同塑料类型需“因材施用”：PVC适合承重部位，PP酸奶杯 flakes 适合装饰性修复。未来需进一步优化塑料颗粒的形状和尺寸，以适应更多修复场景。

来源: FrontCIVlL