风电叶片主要由玻璃纤维和热固性树脂基复合材料制成，由于热固性聚合物复合材料的交联反应而不能再熔化或重塑，因此，此类复合材料难以再循环利用。目前常见的回收方式为四种：拆解切割用作市政景观、机械回收用作填料、化学回收、焚烧作为热源。
将风电叶片废料用于常见建筑材料的生产能够有效减少资源消耗。目前，市面上已经有一些企业通过对风电叶片进行切割、破碎、粉磨、成型等工艺，制备出了性能良好的人造板材。纤维水泥板是以水泥为胶凝材料，有机合成纤维、无机矿物纤维为增韧材料，常用的纤维有木浆纤维、玻璃纤维、PVA纤维等，纤维的掺量一般在4%~8%之间，主要以木浆纤维为主，掺入少量的玻璃纤维就能够有效提高板材的韧性，而风电叶片废料中含有大量的玻璃纤维，采用风电叶片废料替代部分木浆纤维具有一定的可行性。本文研究了风电叶片废料在纤维水泥板中的再利用。
1材料与方法
1.1 试验材料 （1）水泥：P·O42.5级普通硅酸盐水泥； （2）石英砂：含泥量≤3.0%，SiO2含量≥93.0%，过200目筛后余≤10%。 （3）木浆纤维：本色针叶木浆，纤维长度约为0.9~1.3mm。 （4）风电叶片废料：风电叶片主要组成材料是95%玻璃钢和5%钢、铜金属，金属可直接回收。玻璃钢主要成分为65%树脂、30%玻璃长丝、3%促进剂和2%固化剂。风电叶片废料需要经过切割和粉磨，制备成粉状使用。粉状废料的100目筛后余量小于10%，能够在粉末中明显观察到细小的玻璃纤维。 1.2 试验方法 采用流浆法制备纤维水泥板。首先将原材料加水混合，搅拌均匀，配置成浓度为10%~13%的料浆，真空抽滤后移动坏体至模具中，用压机压制成型，然后将成型好的料坏送入预养护箱中养护，养护温度为40℃，时间为4h，最后送入蒸压釜中养护9h，饱和蒸汽压力为1.0MPa。 将蒸压养护之后的板材放置在烘箱中，105℃条件下烘干24h，然后按照GB/T7019-2014《纤维水泥制品试验方法》对板材的密度、抗折强度、抗冲击强度和抗冻融性能进行检测。 1.3 配合比设计 将处理后的风电叶片废料等质量替代木浆纤维使用，配合比见表1。当风电叶片废料替代量高于4.0%时，由于木浆纤维掺量过少，板材成型后易断裂，因此，风电叶片废料的替代量不超过4.0%。 表1 配合比设计（%）
2结果与讨论
2.1 板材密度 如图1所示，当成型压力不变时，随着风电叶片废料掺入量的增加，板材密度随之上升。不掺入风电叶片废料的板材密度约为1.37g/cm3，当掺入4%的风电叶片废料后，板材的密度为1.47g/cm3，增大了7.2%。相比木浆纤维，风电叶片废料的密度更大，当等质量替代时，风电叶片废料占有的体积变小，在同等压力作用下，更加容易被压缩，从而密度增大。 图1 风电叶片掺量与密度的关系 2.2 抗折强度 风电叶片废料中含有大量的玻璃纤维，经过粉磨后，玻璃纤维从树脂中剥离出来，并断裂成较为细小的玻璃纤维，能增强基体的强度。 由图2可知，当风电叶片废料替代量较小，仅为0.5%时，板材的抗折强度下降，当风电叶片废料的替代量增至3.0%时，板材的干燥抗折强度最大，为16.0MPa，相比空白组板材，其抗折强度提高了9%。 风电叶片废料掺量过低时，其中的玻璃纤维含量较低，无法抵消木浆纤维掺量降低对板材抗折强度性能的不利影响；当替代量增加，风电叶片废料中玻璃纤维含量增加，玻璃纤维发挥优秀的增韧作用，能够替代木浆纤维的作用。但是，当风电叶片废料的掺量持续增加至4.0%时，板材的抗折强度降低，这是由于风电叶片废料中玻璃纤维含量过高时，过多的玻璃纤维在加水搅拌过程中容易团聚，在板材中形成缺陷区域，从而降低了板材的力学性能。板材的饱水抗折强度变化和板材的干燥抗折强度相似，在风电叶片废料掺量为3.0%时达到最高，然后掺量增加，强度会下降，总体上掺入风电叶片废料对板材的饱水抗折强度影响不大。 图2 风电叶片掺量与抗折强度关系 2.3 抗冲击强度 风电叶片废料掺量较少时，对板材的抗冲击性能无影响，当掺量增加时，木浆纤维掺量随之下降，板材承受冲击时能够吸收的能量减少，导致板材抗冲击强度下降。如图3所示，当风电叶片废料的掺量达到4.0%时，板材的抗冲击性能明显下降，相比对照组的抗冲击性能下降约31%。 图3 风电叶片掺量与抗冲击强度关系 将同质量的风电废料和木浆纤维对比，木浆纤维的数量较多，且木浆纤维有分丝帚化，能像渔网一样包裹基体，互相搭接将基体材料连成一片，这样板材能够有效分布受到的冲击力，经受更大的冲击能量。风电叶片废料中玻璃纤维表面上可能会附着有树脂，会影响纤维之间的搭接，这也会造成基体的抗冲击强度降低。总体上，风电叶片废料的掺入对板材的抗冲击性能影响不是很大，控制其掺量在3.0%以内，板材的抗冲击性能优良。 2.4 抗冻融性能 板材的抗冻融性能能够反映板材耐受严寒气候的能力。掺入风电叶片废料的板材都能够经受100次冻融循环，达到A类板材的要求，能用于室外工程使用。但是经过冻融后的板材的饱水抗折强度都有一定程度的降低。 从表2可以看出，经过冻融后，板材的抗折强度均有一定程度的下降。随着风电叶片废料的掺入量增加，板材的抗折强度比率下降，这表明掺入风电叶片废料的板材在经过冻融循环后抗折强度损失得更多。这是因为风电叶片废料中含有约2/3的树脂，树脂具有明显的吸水性，板材浸泡后在冻结过程中，树脂中的水会结冰体积变大，对周围的基体造成破坏，而融化的过程中冰又化作水，接着又进人到下一个冻融，导致树脂周围的水泥基体结构受到不利影响，从而导致纤维水泥板在冻融后抗折强度降低，抗折强度比率降低。但是由于风电叶片废料在板材中的掺量不高，因此影响不大，所有板材均能够经受100次的抗冻融循环作用，并且抗折强度比率均大于90%，属于合格板材，能用于户外使用。 表2 风电叶片废料掺量对板材抗冻融性能的影响 3结论
（1）将风电叶片废料经过粉磨后替代木浆纤维使用，由于等质量风电叶片废料占有的体积更小，因此，在同等压力下制备的板材密度会随着风电叶片废料的增加而升高。 （2）当风电叶片废料替代量较低时，板材的抗折强度下降，当掺量继续增加至3.0%时，制备的板材干燥抗折强度和饱水抗折强度最大，当掺量再增加时，板材抗折强度会降低。 （3）采用风电叶片废料替代木浆纤维使用时，由于板材风电叶片废料中玻璃纤维搭接效果的抗冲击性能会随着掺量增加而略有降低。 （4）掺入风电叶片废料对板材抗冻融性能影响不大，均能够耐受100次冻融循环，且抗折强度比率均能大于90%。 （5）采用粉磨后的风电叶片废料替代木浆纤维制备的板材总体性能良好，满足产品使用需求。 （6）风电叶片废料粉磨后使用成本低于木浆纤维，在成本控制上具有一定优势。
