研究發現廢棄尿布可以為未來的家園提供基礎建築材料
獲得負擔得起的、適當的住房是一項基本人權。這是一個日益嚴重的問題,特別是在許多低收入國家,供應和需求不匹配。尋找低成本、可持續的建築材料對環境和提供可負擔的住房非常重要。研究人員通過用一種常見的、不可降解的廢物–用過的一次性尿布代替混凝土和砂漿中的沙子,創造了一種複合建築材料。
建築材料往往是房屋建設中最昂貴的部分,占到成本的80%。雖然使用天然纖維、土質材料和工業建築廢料等材料已被探索,但由於混凝土的強度和耐久性,它仍然是房屋建築–實際上是任何建築–的主流。但是,混凝土會留下大量的碳足跡。
日本北九州大學的研究人員尋找一種方法,以保持混凝土的優點,但使其更加環保,生產成本更低。他們轉向了一種常見的不可降解的廢棄產品:一次性尿布。
在進行這項研究時,研究人員被解決印度尼西亞顯著的人口增長和對低成本住房需求的願望所驅動。伴隨著任何人口增長的是廢物的增加。2019年,印度尼西亞的廢物總量為2921萬噸;2020年,這一數字上升到3276萬噸。
根據Maritime Fairtrade的數據,印度尼西亞的一次性尿布使用量在全球排名第六。許多用過的尿布被扔在該國的河流和水道中,通過滲入的化學品和微塑料造成污染。這項研究可以解決兩個重要問題:清理環境和提供一個低成本的建築替代方案。
研究人員通過將洗淨、晾乾和切碎的一次性尿布與水泥、沙子、礫石和水相結合,製備了混凝土和砂漿樣品。這些的樣品被固化了28天,固化是在溫度範圍內保持混凝土有足夠的水分,以幫助水泥水化的過程,水泥和水之間的化學反應有助於其強度和耐久性。
研究人員對含有不同比例的一次性尿布廢料的混合料進行了測試,觀察它們在破裂前能承受多大的壓力。然後,研究人員計算了可以用尿布垃圾替代的最大沙子數量,以安全地建造一個建築面積為43平方碼(36平方米)的房子。
他們發現,在建造三層樓房的柱子和橫梁所需的混凝土中,他們可以用一次性尿布廢料代替10%的沙子。在單層房屋中,這一比例增加到27%。在用於建造隔牆的砂漿方面,研究人員可以用紙尿褲垃圾替代多達40%的沙子。對於地板的形成和花園的鋪設,9%的沙子可以被取代。他們發現,超過這些比例會導致混凝土不適合建築。
總的來說,研究人員發現,建造一棟樓面面積為36平方米的單層房屋所需的所有混凝土和砂漿結構中,有高達8%的沙子可以用一次性尿布垃圾代替。這相當於60立方英尺(1.7立方米)的廢物。
“這項研究得出的結論是,將用過的尿布添加到混凝土中並不會顯著降低其強度,”該團隊表示。”研究表明,使用尿布來製造複合材料是可行的,特別是關於開發環境友好和成本效益高的材料。”
研究人員認為他們的一次性尿布混凝土在印度尼西亞創造住房之外還有廣泛的應用。這很重要,因為一次性尿布是全球垃圾填埋場的第三大貢獻者。在全球範圍內,每年有超過180億片一次性尿布最終被填埋。
“關於本文的社會和經濟優勢,材料的開發可以從低到高的技術中獲取,”他們說。”這些程序相對容易進行,而且成本低”。
研究人員知道目前使用廢尿布作為建築材料的局限性。首先,它需要與廢物處理設施接觸,從家庭中收集廢舊尿布並對其進行消毒。其次,需要大規模地使用粉碎廢舊尿布的機器。
儘管如此,這項研究強調了將不可降解的垃圾作為建築材料的潛力,解決可持續性問題並提供低成本的住房。
該研究發表在《科學報告》雜誌上。