一项由厄瓜多尔研究人员开展并发表于《建筑与建材》期刊的研究，评估了将稻壳灰(RHA)、压碎PET塑料及废旧轮胎橡胶作为细骨料部分替代品时混凝土的性能表现。研究团队对细骨料按重量比分别替代2.5%、5%和10%的混凝土进行了系统测试，并与传统混凝土进行对比，评估指标包括坍落度、密度、空气含量、抗压强度、劈裂抗拉强度及弹性模量。

研究结果显示，稻壳灰表现出最佳整体性能。在2.5%替代率下，28天抗压强度仅降低1.6%，扫描电子显微镜(SEM)分析证实骨料与水泥浆之间的界面过渡区(ITZ)结合得到改善。稻壳灰的优异性能归功于其高二氧化硅含量和火山灰活性，但高吸水率需调整水灰比以保持可施工性。研究认为5%替代率在技术上可行。

PET塑料在2.5%替代率下抗压强度下降约10%、抗拉强度下降约18%，因其疏水性和非反应性不与水泥基体形成化学键，但无需调整水灰比即可保持良好可加工性。替代率达到5%时的机械损耗对于非结构性或低需求应用被认为可接受。

废旧轮胎橡胶的机械性能下降最为显著，扫描电镜显示其与水泥浆体的界面较不连续，但在替代率不超过5%的情况下性能损失仍可控。

统计分析(方差分析和Tukey检验)证实，材料类型和替代水平均对力学性能有显著影响。替代率在5%以下时，抗压强度和抗拉强度降幅通常低于25%;替代率达10%时力学性能下降更为明显，弹性模量降幅最高达34%。从技术角度看，5%的替代水平代表可持续性与结构性能之间的平衡点。

热重分析(TGA)表明稻壳灰具有更稳定的热性能，而PET和橡胶在中等替代率下因聚合物特性表现出更大质量损失。界面过渡区的质量是决定性能的关键因素。

研究背景指出，2023年全球约产生23亿吨城市固体废物，预计2050年将达38亿吨，其中35%的PET被焚烧，每年产生约5.34亿吨二氧化碳当量。建筑业占全球二氧化碳排放量的40%至50%，消耗近40%的全球能源及60%的原材料，沙子年需求量高达500亿吨。

更多信息：作者：Valeria Franco-Quiñonez等人，标题：《以稻壳灰、PET 和轮胎橡胶为细骨料替代品的可持续混凝土》，发表于：《建筑与建材》(2025)。