Выброшенные подгузники закладывают фундамент будущего дома

Поиск недорогих и экологически чистых строительных материалов важен для окружающей среды и обеспечения доступа к доступному жилью. Исследователи создали композитный строительный материал, заменив песок в бетоне и строительном растворе обычным, неразлагаемым отходом: использованными одноразовыми подгузниками.

Доступ к доступному и соответствующему жилью является основным правом человека. Это растущая проблема, особенно во многих странах с низкими доходами, где спрос и предложение не совпадают.

Строительные материалы зачастую являются самым дорогим компонентом жилищного строительства, на их долю приходится до 80% затрат. Хотя использование таких материалов, как натуральные волокна, земляные материалы и отходы промышленного строительства, было изучено, бетон остается основой жилищного строительства (да и любого строительства) из-за его прочности и долговечности. Но бетон может оставить большой углеродный след.

Исследователи из Университета Китакюсю, Япония, искали способ сохранить преимущества бетона, но сделать его более экологически чистым и более дешевым в производстве. Они обратились к обычному неразлагаемому отходу: одноразовым подгузникам.

При проведении этого исследования исследователи руководствовались желанием справиться со значительным ростом населения Индонезии и спросом на недорогое жилье. Любой рост населения сопровождается увеличением отходов. В 2019 году общий объем отходов в Индонезии составил 29,21 миллиона тонн; в 2020 году этот показатель вырос до 32,76 млн тонн.

По данным Maritime Fairtrade, Индонезия занимает шестое место в мире по использованию одноразовых подгузников. Многие использованные подгузники выбрасываются в реки и водные пути страны, что приводит к загрязнению окружающей среды химическими веществами, выделяемыми пиявками, и микропластиком. Это исследование может решить две важные проблемы: очистка окружающей среды и обеспечение недорогой альтернативы строительству.

Исследователи подготовили образцы бетона и раствора, смешав вымытые, высушенные и измельченные использованные одноразовые подгузники с цементом, песком, гравием и водой. Образцы отверждались в течение 28 дней. Отверждение — это процесс поддержания достаточной влажности в бетоне в температурном диапазоне, который способствует гидратации цемента, химической реакции между цементом и водой, которая способствует его прочности и долговечности.

Смеси, содержащие различные пропорции отходов одноразовых подгузников, были протестированы, чтобы выяснить, какое давление они могут выдержать, прежде чем сломаться. Затем исследователи рассчитали максимальное количество песка, которое можно заменить отходами подгузников, чтобы безопасно построить дом площадью 43 квадратных ярда (36 квадратных метров).

Они обнаружили, что могут заменить 10% песка одноразовыми отходами подгузников в бетоне, необходимом для формирования колонн и балок в трехэтажном доме. В одноэтажном доме эта доля увеличилась до 27%. Что касается раствора, используемого для создания перегородок, исследователи смогли заменить до 40% песка отходами подгузников. Для формирования полов и садового покрытия можно заменить 9% песка. Они обнаружили, что превышение этих пропорций приводило к получению бетона, непригодного для строительства.

В целом исследователи обнаружили, что до 8% песка во всех бетонных и растворных конструкциях, необходимых для строительства одноэтажного дома площадью 36 м², можно заменить одноразовыми отходами подгузников. Это соответствует 60 кубическим футам (1,7 кубическим метрам) отходов.

«Это исследование пришло к выводу, что добавление использованных подгузников к бетону существенно не снижает его прочность», — заявила команда. «Это демонстрирует, что использование подгузников для создания композитных материалов возможно, особенно в отношении разработки экологически чистых и экономически эффективных материалов».

Исследователи считают, что их одноразовый бетон из подгузников имеет широкое применение за пределами строительства жилья в Индонезии. Это важно, поскольку одноразовые подгузники являются третьим по величине источником мусора в мире. Ежегодно по всему миру более 18 миллиардов одноразовых подгузников оказываются на свалках.

«Что касается социальных и экономических преимуществ этой статьи, разработка материалов может быть доступна от низких до высоких технологий», - сказали они. «Процедуры относительно просты в проведении и недороги».