使用废弃黄麻袋作为增强材料来提升地质聚合物的性能：一种可持续建筑的环保解决方案

《Next Materials》：Using waste jute bags as reinforcement to enhance geopolymers: An eco-friendly solution for sustainable construction

　　吉哈娜·齐拉乌伊|哈桑·谢胡阿尼|希查姆·马杰杜比|优素福·塔姆拉乌伊|希查姆·马斯特里
卡迪·阿亚德大学，农业生物技术和生物工程卓越实验室，农业生物技术中心，CNRST认证研究单元（URL05-CNRST），可持续能源与环境工艺团队（ProcEDE），摩洛哥马拉喀什

**摘要**
本研究探讨了通过添加天然黄麻纤维来增强土聚合物性能的方法。通过将不同比例的黄麻纤维掺入基于磷酸盐洗涤污泥（PWS）的土聚合物基质中，评估了纤维含量对压缩强度和抗弯强度的影响，从而制备了复合材料。利用扫描电子显微镜（SEM）分析了材料的力学性能（包括压缩强度和抗弯强度）及微观结构。结果表明，未添加纤维的对照组材料的压缩强度为50 MPa；添加0.5%和1%黄麻纤维后，压缩强度分别降低了21%和32%；而添加0.75%黄麻纤维时，压缩强度仍维持在40.8 MPa。相比之下，抗弯强度随着纤维含量的增加而提高：添加0.5%黄麻纤维时抗弯强度增加了2%，达到9.6 MPa；添加0.75%黄麻纤维时抗弯强度达到12.3 MPa，提高了30%。然而，继续增加纤维含量（至1%）导致抗弯强度显著下降至6.2 MPa。SEM分析显示，纤维的加入增强了基体的韧性并促进了裂纹偏转，从而提高了材料的韧性和延展性。这些发现表明，黄麻纤维可以在不显著降低压缩强度的情况下改善材料的抗弯性能，为可持续建筑材料提供了一种有前景的环保解决方案。

**1. 引言**
在当今的工业环境中，每一个增值转化过程都会产生废弃物或低价值的副产品。由于这些副产品对环境的影响及其管理成本，它们通常被视为具有负面价值的废物。随着环境法规日益严格，这一挑战变得越来越严峻。因此，开发有效的废物减量化和副产品价值化策略对于实现可持续发展目标至关重要。

摩洛哥在全球磷酸盐产业中占据核心地位，拥有世界上最大的磷酸盐储量，并位居磷酸盐产品出口第三大国。该行业为国家经济贡献了重要收入和就业机会。尽管如此，该行业仍面临诸多挑战，尤其是在磷酸盐生产和加工过程中产生的废物管理方面。诸如采矿插层物、洗涤污泥以及化肥生产中的磷石膏等副产品引发了严重的环境和管理问题。为应对这些挑战，需要开发有效的回收和价值化策略，将这些副产品转化为经济上有价值且可持续的材料。其中，土聚合物技术是一种极具前景的方法。

土聚合物是一类创新的无机环保材料，能够充分利用工业废弃物，并兼具优异的性能和环保优势。当将磷酸盐副产品整合到土聚合物配方中时，可以将其转化为可持续的高价值材料，从而同时解决废物管理和环境保护问题。土聚合物由丰富的铝硅酸盐来源（如偏高岭土、粉煤灰或矿渣）合成。这些原料与高碱性或酸性活化剂溶液反应，形成三维非晶网络结构[1]，赋予其优异的物理和化学性能（如高压缩强度、防火性和耐久性[2]）。此外，土聚合物的碳足迹远低于传统水泥[3][4]，有助于减少温室气体排放[3][4]。由于土聚合物可以利用工业废弃物或废物材料，它们也成为资源价值化的理想候选者[5][6]。根据可持续性和循环经济原则，土聚合物有望将这些废弃物转化为有用的建筑材料，使建筑行业更加环保和高效[7][8][9]。

鉴于磷酸盐洗涤污泥（PWS）对环境的影响及其大量产生，越来越多的研究集中在将其用于土聚合物系统中[10]。以往的研究表明，PWS可作为传统铝硅酸盐前体的部分替代品。例如，Hamdane等人[11]报告称未经热处理的PWS可替代高达50%的偏高岭土，同时仍能保持满意的压缩强度；Haddaji等人[12]也表示，通过添加纤维可进一步提升PWS与偏高岭土的复合材料性能，预示了基于废物的粘合剂与增强策略之间的强耦合关系。

尽管已有大量研究探讨了使用磷酸盐洗涤污泥作为土聚合物前体的可行性，但这些研究主要集中在通过前体替换来优化基质组成。相比之下，利用低成本纤维增强材料以实现压缩强度和抗弯性能之间的平衡的研究相对较少。此外，土聚合物通常被认为具有较低的拉伸强度，这限制了其在结构应用中的广泛性[13][14][15]。因此，人们广泛探索了利用纤维增强材料的方法，以通过促进裂纹桥接、裂纹偏转和能量耗散机制来提高材料韧性[16]。已有多种合成纤维和天然纤维被用于此目的，包括玻璃[17]、玄武岩[18]、聚丙烯[12]、棉[19]、羊毛[20]、亚麻[21]和剑麻[22]。这些研究一致表明，纤维的加入可以提高材料的拉伸和抗弯性能，但往往以压缩强度为代价。然而，大多数研究依赖于未经处理或经过化学处理的纤维。虽然化学处理能有效改善纤维与基体的结合，但这些处理会增加加工步骤、成本和环境负担，可能限制其大规模应用[23][24][25]。

在天然纤维中，黄麻因其机械性能、低密度以及在工业和家庭应用中的广泛适用性而特别具有吸引力[26][27]。在摩洛哥及其他地区，黄麻袋被广泛用于储存，使用后通常会被作为废物丢弃。回收这些消费后的黄麻制品可为废物价值化提供一条有前景的途径，将其转化为建筑复合材料的增强材料[27][28][29]。然而，大多数关于黄麻增强土聚合物的研究仍基于未经处理或化学处理的纤维，对于在高碱性土聚合物基质中应用未经处理的回收黄麻的关注较少。

在这方面，关于将未经处理的回收黄麻纤维与高PWS含量的土聚合物系统结合的可行性仍存在重要研究空白，尤其是在机械性能平衡和微观结构变化方面。为填补这一空白，本研究提出了一种简化且可持续的方法，直接将从消费后黄麻袋中回收的未经处理的黄麻纤维掺入由偏高岭土和50% PWS组成的土聚合物基质中。主要目的是评估其机械性能，特别是压缩强度和抗弯性能之间的平衡，并分析这种双废料复合材料的微观结构演变，以解释观察到的结果。

**2. 材料与方法**
**2.1. 原材料**
为了制备添加黄麻纤维的土聚合物复合材料，使用了偏高岭土（MK）、磷酸盐洗涤污泥（PWS）、氢氧化钠和硅酸钠。土聚合物基质的组成如下：22.72% MK、22.72% PWS、2.43% NaOH、39.9% 硅酸钠和12.2% 水，黄麻纤维的含量分别为0%、0.5%、0.75%和1%。选择这一纤维范围基于先前的研究[12][17][22][30]，这些研究表明，低纤维含量（≤1%）能有效提升抗弯性能，同时保持良好的加工性能并避免纤维团聚。此外，这一范围能够反映出纤维增强土聚合物时常见的压缩强度和抗弯性能之间的权衡——增加纤维含量可提高韧性，但可能降低压缩强度。

高活性的偏高岭土是通过在NABERTHERM马弗炉中以750°C加热商业高岭土（Sibelco公司，英国）2小时制备得到的。PWS来自摩洛哥库里布加（OCP-Kh）的磷酸盐处理设施。氢氧化钠（ACS试剂，97%）由Sigma-Aldrich提供，工业级硅酸钠（15.31% Na?O、29.69% SiO?、55% H?O）由Cadilhac公司提供。

为了将黄麻袋废物作为天然增强剂用于土聚合物基质，图1总结了黄麻纤维的完整制备过程。首先用普通剪刀去除布袋上的纤维，然后用洗涤剂和大量水彻底清洗以去除杂质并软化材料。清洗后，将黄麻在50°C的烤箱中干燥24小时，确保完全去除水分。干燥后的黄麻纤维手动剪裁至2厘米的长度，以提高长度的一致性。图1显示了平均长度为2.02±0.10厘米的纤维分布。

控制纤维长度对于促进均匀分散和减少纤维团聚至关重要，因为纤维团聚会导致应力集中和载荷传递效率降低。观察到的较低变异系数证实了手工剪切过程的有效性，并保证了力学结果的可重复性。

表1总结了本研究中所用原材料的主要物理和化学性质，以便理解其在土聚合物基质中的作用。偏高岭土含有丰富的活性SiO?和Al?O?，是土聚合物化的主要前体；而PWS含有大量的CaO、SiO?和P?O?，颗粒大小分布较粗且呈多模态分布，主要起填充剂作用，活性较低。

**2.2. 土聚合物复合材料的制备**
土聚合物复合材料在室温下通过多步工序制备。首先按Hamdane等人[11]的研究结果，以MK/PWS = 1的比例干混合偏高岭土和PWS，该比例在力学性能和反应活性方面表现最佳。这一比例还确保了适合土聚合物化的Si/Al成分平衡。

制备碱性溶液时，使用了NaOH、硅酸钠和蒸馏水，活化模量为Ms（SiO?/Na?O）= 1.3，该值根据文献推荐选择，以实现铝硅酸盐前体的充分溶解和聚合动力学。溶液的固液比（S/L）为1.2，与本研究使用的配合比一致。此比例基于初步试验和文献数据[11]确定，以确保良好的加工性能、均匀混合和纤维分散，同时避免硬化后复合材料出现过度孔隙。如Li等人[30]所述，均匀的纤维分布对复合材料的力学和物理性能及加工性能至关重要。在此过程中，黄麻纤维与偏高岭土和PWS预混合5分钟，随后逐渐加入活化溶液，并持续机械搅拌5分钟，以均匀混合材料并减少纤维团聚的风险。

纤维含量分别为0%、0.5%、0.75%和1%。选择这些值是为了探究低纤维剂量对机械性能的影响，特别是寻找抗弯性能提升与压缩强度潜在降低之间的最佳平衡，如先前研究[12][17][22][30]所述。预期增加纤维含量能增强裂纹桥接机制和延展性，但过量添加纤维可能导致基体连续性和强度下降。

新鲜复合材料糊体被倒入30×30×30毫米的三维模具中用于压缩强度测试，以及20×20×100毫米的棱柱形模具中用于抗弯测试。轻轻压实以去除内部的空气，然后用塑料薄膜密封模具以防水分流失，并在60°C下固化24小时。脱模后，样品再次用塑料薄膜密封并置于室温（约20–25°C）下固化28天。在此背景下，环境相对湿度并不是一个关键的参数，因为密封措施确保了试样内部环境的接近饱和状态。使用标准化的试样几何形状和固化时间确保了与现有关于地质聚合物复合材料的研究结果的可比性。这种固化方法在地质聚合物化过程中起着至关重要的作用。保持内部湿润对于溶解和缩聚反应的持续进行至关重要，这些反应决定了地质聚合物凝胶的形成。避免过早干燥可以限制由于收缩引起的微裂纹，并促进更加均匀和致密的微观结构。因此，这些条件有助于提高复合材料的机械性能和结构完整性。图2展示了原材料和整个制备过程，包括混合、成型和固化。下载：下载高清晰度图片（302KB）下载：下载全尺寸图片

图2. 地质聚合物复合材料的制备过程。

2.3. 表征技术
2.3.1. 力学性能
对固化28天的复合材料进行了三次弯曲和压缩测试，以评估用黄麻纤维增强的地质聚合物基体的力学性能。使用Syntax 3 R测试机和50 KN载荷细胞，在0.5 mm/min的横梁速度下，根据ASTM C109标准[34]评估了三个立方体样品（30×30×30 mm3）的压缩强度。在28天的年龄时，使用相同的机器根据ASTM C 1609标准[35]对20×20×100 mm3的棱柱形试样进行了三点弯曲性能测试。所有力学测试都在每种配方的三个独立试样（n=3）上进行。报告的结果为测量值的平均值。数据的变化性以标准差表示。一些因弯曲测试而断裂的试样被保存下来用于扫描电子显微镜（SEM）观察。

2.3.2. 粒度测量
利用激光衍射粒度测量法（Mastersizer 2000S，Malvern Panalytical Ltd，Malvern，英国）测定了原材料粉末的粒径分布。首先，使用超声波浴将粉末分散在水中，粒径范围在20 nm到2 mm之间。

2.3.3. X射线荧光
使用Malvern Panalytical Epsilon 4能量 dispersive光谱仪通过X射线荧光（XRF）光谱技术确定了原材料的化学组成，包括偏高岭土和未经处理的磷酸盐洗池污泥。

2.3.4. X射线衍射
使用Cu-Kα辐射源和Bruker D8 Advance X射线衍射仪，通过X射线衍射确定了原材料和成品的矿物组成。粉末样品的衍射图在2θ范围从5°到70°内进行绘制，使用PAN-alytical X’Pert High Score Plus软件进行了不同的相识别。

2.3.5. 傅里叶变换红外光谱（FTIR）
使用Perkin Elmer光谱仪在吸收模式下，在4000到500 cm?1的波数范围内获取了用黄麻纤维增强的地质聚合物的结构特征（不同类型的化学键）。

2.3.6. 扫描电子显微镜（SEM）
使用配备能量分散X射线光谱（EDS）的Zeiss EVO 10扫描电子显微镜检查了地质聚合物复合材料的微观结构以及黄麻纤维在基质中的分布。样品是在机械测试后从断裂的试样中获得的，以便观察失效表面。将碎片切成更小的部分并在分析前干燥。为了确保适当的电导率并防止成像过程中的充电效应，样品用Quorum Q150R ES溅射涂层镀了一层薄金。SEM观察在不同的放大倍数下进行，从低放大倍数（约200 μm）到更高放大倍数（大约30–40 μm），从而能够观察整体形态和纤维-基体之间的相互作用。

2.3.7. 热表征
使用Discovery TGA装置进行了热重分析（TGA），以研究在空气气氛下黄麻纤维的热分解，使用的粉末样品重量为9.8 mg。以10 °C/min的恒定加热速率，将纤维从30 °C加热到700 °C。

3. 结果与讨论
1. 原材料表征
本节介绍了对所使用的黄麻纤维、偏高岭土和磷酸盐洗池污泥的各种表征结果。
3.1.1. 化学组成
通过X射线荧光分析确定了MK和PWS的化学组成，其成分的含量（wt%）详细列在表2中。偏高岭土含有高量的SiO?和Al?O?，这对地质聚合物的形成非常重要，同时还含有某些杂质如CaO、MgO和K?O。另一方面，磷酸盐洗池污泥主要由CaO、SiO?、P?O?和MgO组成，这些成分对提高地质聚合物的力学性能和化学稳定性具有重要意义。此外，PWS还含有少量的Al?O?和微量元素，这些也可能影响地质聚合物化过程。
表2. 偏高岭土和磷酸盐洗池污泥的化学组成
| 成分 | MK (wt%) | PWS (wt%) |
|---------------|----------|----------|
| MgO | 0.20 | 1.16 |
| Al2O3 | 31.76 | 2.33 |
| SiO2 | 61.16 | 22.34 |
| P2O5 | 0.76 | 15.78 |
| K2O | 3.57 | 0.92 |
| CaO | 0.69 | 5.24 |
| Fe2O3 | 1.42 | 1.91 |
| SO3- | 0.75 | 0.54 |
| TiO2 | 0.37 | 0.11 |
| Cr2O3 | 0.11 | 0.16 |

3.1.2. 矿物组成
使用XRD确定了处理过和未经处理的原材料的矿物组成；图3展示了这些材料的衍射图。图3还展示了烧结前后的高岭石粘土的XRD结果。它显示高岭石相是初始高岭石晶体结构的一部分，由位于2θ=12.41°和24.93°的强烈衍射峰表明。此外，XRD还揭示了其他晶体相的存在，如石英（COD 96–901–0147）和白云母（COD 96–900–4410），分别位于2θ=26.6°和17.8°。在750 °C下热处理两小时后，高岭石的晶体结构发生了完全转变。XRD图显示高岭石相峰的消失以及在17到34 2θ°位置出现的 halo。许多研究已经检查并确认了这种halo现象，这是高岭石脱羟基作用的结果。这表明高岭石已完全转变为偏高岭土。值得注意的是，石英和白云母的峰在热处理后仍然存在，且强度显著增加。

图3. (a) 高岭土，(b) 偏高岭土，(c) 磷酸盐洗池污泥，(d) 复合材料的XRD图谱。
PWS的化学组成主要由晶体相组成。这些包括氟磷灰石，其峰位于2θ=25.82°、31.98°和39.37°（COD 96–901–0505）。还存在碳酸盐，如方解石（CaCO3），其峰位于2θ=29.37°、35.88°、47.51°和57.37°（COD 96–900–0966），以及白云石（MgCa(CO3)2）作为主要晶体相，其峰位于2θ=30.98°、41.12°和51.08°（COD 96–900–0106）。此外，还发现了少量石英，其峰位于2θ=20.81°和26.66°（COD 96–900–9667）。Hakkou等人的研究在原始磷酸盐洗池污泥中检测到了几乎相同的相[10]。
图4显示了黄麻纤维的XRD图谱，以确定其矿物组成和结晶度。此外，这项分析还获得了关于纤维素含量的定性信息。XRD图谱显示了天然纤维素在2θ=16°、22°和34°处的典型主峰，分别代表(110)、(200)和(004)晶面，表明纤维中存在I型纤维素[37]、[38]。

3.1.3. 热分析
图5展示了黄麻纤维的热行为。TGA曲线显示黄麻纤维几乎完全热解，质量损失率为94.8%。观察到四个主要的重量损失阶段。第一个重量损失（7.89%）发生在150°C以下，主要是由于纤维中的水分损失[42]。第二个阶段从150°C到300°C，对应于半纤维素和果胶的降解[43]。第三个显著峰（58.05%）出现在约336°C，与纤维素的降解有关。最后一个峰（26.22%）在453.6°C，可能对应于木质素的降解。然而，由于木质素的复杂性，其降解预计会在较宽的温度范围内发生，如先前所报道的[44]。

3.1.4. 微观结构分析
图6展示了黄麻纤维的SEM显微图，显示了它们的形态。不同放大倍数的SEM图像显示了黄麻纤维的表面形态。图像(a)展示了一条直径约178 μm的纤维，而图像(b)展示了一条直径70 μm的纤维，表明纤维的尺寸并不相同。此外，黄麻纤维的表面相当粗糙，这实际上是它们表面存在不同杂质的迹象。其他作者的研究中也指出了类似的形态，其中之一是Ed-Dariy等人[45]。这种不规则的表面有助于需要改善纤维-基质界面的附着的复合材料。纤维结构清楚地表明，黄麻纤维内部存在微纤维，这些微纤维赋予了黄麻纤维的抗拉强度和柔韧性。这种形态可能与黄麻纤维在生物复合材料中的潜在应用有关，因为这种粗糙的纹理可能会影响纤维与环境因素（如水分）之间的相互作用。从这个角度来看，表面特征对于开发复合材料的机械特性非常重要。

3.1.5. 激光粒度分析
图8展示了PWS的粒度分析，提供了对其组成的重要见解。分析显示了一种多模态分布，细粒、中粒和粗粒分数中有显著的峰值。值得注意的是，大多数颗粒属于粗粒范围（300–2000微米），占总体积的约90%。中粒范围（35到300微米）占样品的约26%，而细粒（小于35微米）占剩余的15%。这些细粒通常是粘土和淤泥，表明磷酸盐洗涤过程中涉及了剧烈的机械过程。总体而言，这些发现强调了样品中粗粒的主导地位。由于粗粒占主导，PWS预计会保留大部分原有的矿物组成，这可能影响其作为地质聚合物基质填料的反应性。事实上，了解这种粒度分布非常重要，因为它直接影响到PWS在复合材料中的填充密度、可加工性和机械性能。

3.1.6. 分子配置和组成
图13展示了原始PWS和MK的FTIR光谱带。偏高岭土中显示了三个宽峰，分别位于1080 cm?1、798 cm?1和473 cm?1。非晶态的偏高岭土通常被描述为在1080 cm?1处具有强烈且不对称的吸收带。这是由于Si–O–T（T=四面体结构的Si或Al）的不对称拉伸振动所致[46]。XRD分析表明，石英与位于大约798 cm?1处的吸收峰有关（图3）。此外，Si–O的弯曲振动导致了473 cm?1处的峰[47]。根据FTIR研究，在1022 cm?1处观察到的吸收带与氟磷灰石（PO?3?）的三重简并弯曲振动有关[48]。方解石相中的碳酸根基团的振动与位于1454、1426、872、727和712 cm?1处的吸收带相关[11] [49]。此外，白云石被认为是729和712 cm?1处吸收带的来源[49]。796、779和693 cm?1处的吸收带表明了石英的存在。H-O-H的弯曲振动由1634 cm?1处的吸收带表示，而羟基（OH?）则由3428 cm?1处的吸收带表示。然而，当黄麻纤维被添加到增强样品中时（图14(b1, b2)），断裂表面的形态发生了变化；很明显，纤维起到了裂纹偏转的作用[12]。由于黄麻纤维的桥接效应，增强样品的平滑表面减少，断裂变得更加明显。通常，纤维会承受应力，最终导致拉伸、变形、断裂或在开裂过程中被拔出[67]。在纤维受到较大夹紧力和摩擦的情况下，根据纤维的机械性质，可能会产生抗拔出和抗变形的能力。这种机制在增强样品中得到了观察，提高了复合材料的抗断裂性能。此外，图14(b1, b2)显示黄麻纤维清晰可见，具有明确的表面和纵向条纹，表明其结构得到了很好的保留。值得注意的是，没有证据表明纤维发生了降解、分层或表面侵蚀，这表明纤维没有受到地质聚合物基体的碱性环境的侵蚀。这种抗碱性侵蚀的能力突显了黄麻纤维与地质聚合物系统的兼容性，以及它们作为可持续增强材料的潜力。

图15显示了两个不同区域的EDS分析结果。第一个区域P1对应于参考样品，如图15所示。第二个区域P2表示添加了0.75 wt%黄麻纤维的地质聚合物，如图15所示。图15（P1, P2）揭示了铝硅酸盐地质聚合物基体的特征组成，主要相为M-A-S-H（金属-铝硅酸盐-水合物）凝胶。通过对两个样品的微观分析，确认了Si、Al、Ca、Na和K等关键元素的存在。这些元素对于无机聚合物结构的形成是必要的。在比较两者时，钙含量有显著差异。虽然P1和P2都含有微量的钙，但远低于初始前体材料PWS的钙含量。这表明钙可能在形成无机聚合物过程中起到了作用，可能有助于沉淀出少量的C-A-S-H（钙铝硅酸盐-水合物），这在地质聚合物系统中是常见的[68]。

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图15. (P1) 参考样品；(P2) 添加了0.75 wt%黄麻纤维的地质聚合物的EDS光谱。图15中的EDS光谱提供了这些样品的元素组成信息，显示出这些元素的相对均匀分布，并证明了两种情况下地质聚合物结构的成功合成。然而，P2中加入黄麻纤维似乎微妙地影响了元素分布，这从该样品的光谱和表4中可以看出。

表4. 光谱P1和P2的化学组成（EDS）

元素 权重%
P1 0.38
O5 0.38
Si 18.62
Na 13.33
Al 12.22
Ca 3.10
K 1.46
P 0.88

使用未经处理的黄麻纤维是一种有意的选择，旨在保持工艺的简单性并减少环境影响。尽管没有进行化学表面处理，但SEM观察表明纤维与基体的粘附性是可以接受的，并且在最佳纤维含量下有机械互锁和裂纹桥接的证据。然而，未经处理的天然纤维由于含有木质纤维素成分，在碱性环境中容易长期降解。这可能会影响其长期耐久性，特别是在湿-干循环或持续暴露于湿气的情况下。尽管在本研究范围内没有观察到降解现象，但长期性能仍然是未来研究的一个重要方面。

**4. 结论**

本研究展示了通过低成本的、以废物为导向的方法，使用消费后黄麻袋作为磷酸盐洗涤污泥（PWS）基地质聚合物复合材料的增强剂的可行性。将黄麻纤维纳入metakaolin-PWS基体中显著改变了复合材料的机械性能。观察到一个明显的权衡：增加纤维含量会降低抗压强度，而中等量的添加则会提高抗弯强度和延展性。最佳纤维含量为0.75 wt%时，抗弯性能提高了约30%，同时保持了可接受的抗压强度。这些改进归因于裂纹桥接、纤维拔出和裂纹偏转等机制。从应用角度来看，所开发的复合材料适用于非结构性和半结构性部件，包括轻质板材和隔墙，其中提高的抗弯性能和降低的密度具有优势。然而，由于抗压强度的降低，它们在主要承重应用中的使用仍然受到限制。

尽管取得了这些有希望的结果，但仍需承认一些局限性。磷酸盐洗涤污泥和回收黄麻纤维组成的变化可能会影响复合材料性能的可重复性。此外，目前的研究主要关注的是短期机械性能，而未经处理的天然纤维在碱性环境中的长期耐久性仍然不确定，特别是在湿度波动、温度变化和化学侵蚀等条件下。这些因素可能会影响材料在现实世界条件下的长期适用性。

从环境角度来看，使用回收材料相比传统原始资源具有明显优势。磷酸盐洗涤污泥的再利用减少了对原材料的需求，并减少了工业废物的处理。与传统的建筑材料相比，这种方法有助于降低嵌入能量，并支持更可持续的材料循环。更广泛地说，这项工作可以纳入一个以可持续性为导向的方法中，综合考虑环境、经济和生态系统因素。使用本地可用的废物材料不仅减少了环境影响，还通过降低原材料成本和简化工艺流程提供了潜在的经济效益。这样的策略符合循环经济的原则，有助于推动建筑行业中回收材料的使用。

未来的研究应致力于将生产工艺从实验室规模扩大到工业规模，特别关注混合效率、纤维分散性和工艺标准化。此外，还需要评估复合材料在现实环境条件下的长期耐久性，包括湿度暴露、温度变化和化学侵蚀。研究诸如吸水性、收缩性和抗碱性降解等与耐久性相关的性能，将提供更全面的性能评估。进一步的工作还可以探索结合其他废物材料（例如其他天然纤维、工业副产品或混合增强剂）以优化机械性能和耐久性。

总体而言，这项研究突显了结合工业副产品和消费后废物来开发资源高效、低影响的建筑材料的潜力，为更可持续和循环的建筑实践提供了有希望的途径。