风电叶片回收纤维在水泥基材料中的应用研究
Research on the application of wind turbine blade recycled fiber in cement-based materials
关键词：
Research on the application of wind turbine blade recycled fiber in cement-based materials
Key words：
Wind turbine blade recycled fiber; Mortar; Fluidity; Bending strength; Deflection; Aging resistance
刊期：
2025年第9期
DOI：
10.19761/j.1000-4637.2025.09.089.05
文章编号：
基金项目：
国家重点研发计划项目（2018YFD1101000）。
作者：
赵娇娇1，2，李清海2，*，高建伟1，吴玉姣1，张 鑫1，周胜男2
单位：
赵娇娇1，2，李清海2，*，高建伟1，吴玉姣1，张 鑫1，周胜男2
摘要
摘 要：将废旧风电叶片经机械破碎、筛分成3种不同尺寸的纤维（长径比：A纤维＞B纤维＞C纤维）分别掺入砂浆中，研究了其掺量对砂浆流动度、抗弯强度、耐老化性能的影响。结果表明：随着纤维掺量的增加，砂浆的流动度逐渐降低；当纤维掺量相同时（≤10%），试件的抗弯强度大小排序为掺A纤维试件＞掺B纤维试件＞掺C纤维试件；随着纤维掺量的增加，试件的抗弯强度基本呈增加趋势，试件的挠度增加；当纤维掺量相同时，试件的挠度大小排序为掺A纤维试件＞掺B纤维试件＞掺C纤维试件；随着老化龄期的延长，试件的抗弯强度降低；掺不同纤维的试件在相同老化龄期时的耐老化性能基本一致。
Abstract: The waste wind turbine blades were mechanically crushed and sieved into three different sizes of fibers(length-diameter ratio: A fiber>B fiber>C fiber) and mixed into mortar. The effect of the fibers content on the fluidity, bending strength, and aging resistance of the mortar was studied. The results indicate that as the fiber content increases, the fluidity of the mortar gradually decreases. When the fiber content is the same(≤10%), the bending strength of the specimens is ranked as follows: specimens with A fiber>specimens with B fiber>specimens with C fiber. With the increase of fiber content, the bending strength of the specimen basically shows an increasing trend, and the deflection of the specimen increases. When the fiber content is the same, the order of deflection of the specimens is ranked as follows: specimens with A fiber>specimens with B fiber>specimens with C fiber. As the aging age increases, the bending strength of the specimens decreases. The aging resistance of specimens with different fibers is basically the same at the same aging age.
结论
（1）随着纤维掺量的增加，砂浆的流动度逐渐降低，其中，掺A纤维砂浆的流动度下降最快，掺C纤维砂浆的流动度下降最慢。
（2）当纤维掺量相同时（≤10%），试件的抗弯强度大小排序为掺A纤维试件＞掺B纤维试件＞掺C纤维试件，即纤维的长径比越大，试件的抗弯强度越高。随着纤维掺量的增加，试件的抗弯强度基本呈增加趋势，试件的挠度增加。当纤维掺量相同时，试件的挠度大小排序为：掺A纤维试件＞掺B纤维试件＞掺C纤维试件。
（3）随着老化龄期的延长，试件的抗弯强度降低，掺不同纤维的试件在相同老化龄期时的抗弯强度损失率基本一致，故试件的耐老化性能基本一致。风电叶片回收纤维可以在一定程度上替代常规玻璃纤维作为水泥基材料的增强材料使用。
参考文献
[1] 丁怡婷.我国风电太阳能发电装机超14亿千瓦[N].人民日报,2025-01-26(32).
[2] FONTE R,XYDIS G.Wind turbine blade recycling: an evaluation of the European market potential for recycled composite materials[J].Journal of Environmental Management,2021,287:112269.
[3] YAZDANBAKHSH A,BANK L C,RIEDER K A,et al.Concrete with discrete slender elements from mechanically recycled wind turbine blades[J].Resources, Conservation and Recycling,2018,128:11-21.
[4] TAZI E L G.Waste and material flow analysis in the end-of-life wind energy system[J].Resources,Conservation and Recycling,2019,145:199-207.
[5] 沈德昌.回望我国第一座陆上风电场[J].太阳能,2019(2):35-36.
[6] 刘鑫昌.浅谈玻璃钢的回收[J].玻璃钢,1998(2):23-25.
[7] 吴自强,付桂珍.废旧玻璃钢的回收利用[J].再生资源研究,2002(3):11-14.
[8] PERRY N,BERNARD A,LAROCHE F,et al.Improving design for recycling-application to composites[J].CIRP Annals-Manufacturing Technology,2012,61(1):151-154.
[9] TITTARELLI F,MORICONI G.Use of GRP industrial by-products in cement based composites[J].Cement and Concrete Composites,2010,32(3):219-225.
[10] ASOKAN P,OSMANI M,PRICE A D F.Assessing the recycling potential of glass fibre reinforced plastic waste in concrete and cement composites[J].Journal of Cleaner Production,2009,17(9):821-829.
[11] 封孝信,白龙,贾援,等.玻璃钢废弃物在水泥基材料中的应用研究进展[J].新型建筑材料,2022,49(4):66-72.
[12] 冯艳超,赵风清,李国树.废玻璃钢增强多功能砂浆的制备与性能研究[J].新型建筑材料,2018,45(9):30-33,46.
[13] 曾超,甘元初,柯国军,等.废玻璃粉混凝土力学性能试验研究[J].硅酸盐通报,2014,33(2):377-381.
[14] 高玲玲.废轮胎钢纤维混凝土的弯曲韧性试验研究[J].新型建筑材料,2018,45(3):41-43.
[15] 陈吉朋,王计安,张雨秋,等.废弃风电叶片材料回收与再制造技术的研究进展门[J].太阳能学报,2023,44(5):328-335.
[16] 张少辉,王艳,牛荻涛.废旧纤维在水泥基材料中的应用研究进展[J].材料导报,2020,34(23):23042-23050.
[17] 于雪梅,朱晓华,刘卫生,等.废弃风电叶片切割装置设计及破碎料的应用[J].工程塑料应用,2018,46(6):60-64.
[18] 腾银见.玻璃钢再生纤维及粉末对活性粉末混凝土性能的影响研究[D].绵阳:西南科技大学,2020.
[19] 赵国藩,彭少民,黄承达.钢纤维混凝土结构[M].中国建筑工业出版社,1999.
[20] 沈荣熹,崔琪,李清海.新型纤维增强水泥基复合材料[M].北京:中国建材工业出版社,2004.
[21] SHAH S P.Determination of fracture parameters(KICs and CTODc) of plain concrete using three-point bend tests[J].Materials and Structures,1990,23(6):457-460.
[22] 孙勇.钢纤维对超高性能混凝土施工及力学性能的影响研究[J].公路工程,2021,46(1):195-199.
[23] 张欢欢,吕振利,刘阳.钢纤维高强陶粒混凝土与钢筋的粘结性能试验研究[J].建筑结构,2016,46(4):79-84.
[24] 崔艳玲.GRC的耐久性及其机理研究[D].北京:中国建筑材料科学研究总院,2007.
引用本文
赵娇娇,李清海,高建伟,等.风电叶片回收纤维在水泥基材料中的应用研究[J].混凝土与水泥制品,2025(9):89-92,96.
ZHAO J J,LI Q H,GAO J W,et al.Research on the application of wind turbine blade recycled fiber in cement-based materials[J].China Concrete and Cement Products,2025(9):89-92,96.
上一个： 电石渣激发矿渣-尾矿粉复合固废基胶凝材料性能试验研究
下一个： 基于MAA模型和随机投放算法的再生细骨料颗粒级配优化设计与应用
相关文件