در دنیای امروز ، جایی که تغییرات آب و هوا و کاهش منابع طبیعی به چالش اصلی بشر تبدیل شده است ، صنعت ساخت و ساز نیز زیر ذره بین است. این صنعت به دلیل مصرف زیاد انرژی و انتشار گازهای گلخانه ای گسترده ، نیاز به تحول و نوآوری دارد.
در دنیای امروز که تغییرات آب و هوا و بحران های زیست محیطی به یکی از بزرگترین نگرانی های جهانی تبدیل شده است ، صنعت ساخت و ساز نیاز به تغییرات اساسی تر از گذشته دارد. بتن ، یکی از مصالح ساختمانی ، حدود 2 درصد از انتشار سالانه انتشار گازهای گلخانه ای در جهان را تشکیل می دهد ، در حالی که در عین حال هزینه های مالی و زیست محیطی زیادی را نیز تأمین می کند. در عین حال ، نرخ بالای زباله های غیر بازدارنده ، به ویژه کاغذ و مقوا ، به یک چالش جدی در مدیریت پسماند تبدیل شده است. به عنوان مثال ، فقط در استرالیا ، هر سال بیش از 1.5 میلیون تن مقوا و کاغذ به محل های دفن زباله سفر می کند.
در چنین شرایطی ، نوآوری های علمی و پژوهشی می تواند آینده ای پایدار باشد. یکی از جدیدترین دستاوردهای این زمینه ، توسعه یک مصالح ساختمانی جدید در دانشگاه RMIT استرالیا ، ساخته شده از مقوا و ترکیب خاک است و ردپای کربن آن تنها یک چهارم بتن است.
ویژگی مهم این ماده جدید چیست؟
این ماده جدید ، که به عنوان خاک محصور شده با مقوا معرفی شده است ، از سه عنصر ساده و در دسترس ، یعنی مقوا ، آب و خاک تشکیل شده است. ویژگی مهم آن قابل بازیافت و استفاده مجدد است که می تواند نقش مهمی در کاهش حجم زباله های دفن شده داشته باشد.
مقوا پیش از این در پروژه های موقت و اضطراری مانند کلیسای جامع مقوایی Shigro Ban در Cracecurch ، نیوزیلند مورد استفاده قرار می گرفت. اما برای اولین بار ، تیم RMIT با الهام از چنین ایده هایی ، دوام خاک خرد شده را با انعطاف پذیری مقوا ترکیب کرده است تا یک ماده پایدار و بادوام برای صنعت ساخت و ساز فراهم کند.
Jiaming MA ، نویسنده اصلی این مطالعه ، می گوید که این یک گام مهم در جهت آینده سبزتر برای ساخت و ساز است. وی توضیح می دهد که در روشهای متداول ، از سیمان برای تقویت دیواره های ساخته شده از خاک خرد شده استفاده می شود. با توجه به ضخامت طبیعی این دیوارها ، استفاده از سیمان بیش از حد بیش از حد است و منجر به افزایش انتشار کربن می شود. در حالی که در مواد جدید ، نیازی به سیمان نیست.
مزیت اصلی این نوآوری هزینه کمتری نسبت به بتن است. به گفته تیم تحقیق ، این مواد در کمتر از یک سوم از هزینه بتن ساخته شده است که تنها 2 ٪ از ردپای کربن بتونی است. جیمیگ گفت: “با استفاده از یک ترکیب ساده از خاک ، آب و مقوا می توان دیوارهایی ساخته شد که به اندازه کافی در برابر پشتیبانی از ساختمانهای محافظت کم مقاومت می کنند.”
مزایای عملی و عملی
یکی از بزرگترین مزایای این نوآوری ، امکان تولید مواد در همان سایت است. به سادگی مخلوط خاک و آب را درون قالب های مقوایی بریزید. این روند می تواند به صورت دستی و با ماشین انجام شود.
مایک شی ، یکی از نویسندگان این مطالعه ، توضیح می دهد که این روش می تواند مواد سنگین مانند آجر ، بتن و فولاد را به میزان قابل توجهی کاهش دهد. وی می گوید: “به جای حمل مواد ، کافی است که مقوا سبک را به کارگاه بیاورید ، زیرا تقریباً تمام مواد مورد نیاز در همان مکان قابل تهیه است.”
این ویژگی علاوه بر کاهش هزینه های حمل و نقل ، می تواند یک راه حل مؤثر برای ساخت و ساز در مناطق دور افتاده باشد. به خصوص در مناطق روستایی استرالیا که خاکهای قرمز با کیفیت خوب برای خرد کردن خاک فراوان هستند.
همچنین ساختمانهای ساخته شده با این روش برای آب و هوای گرم بسیار مناسب هستند. با توجه به گرمای دیواره ها ، دما و رطوبت داخلی به طور طبیعی تنظیم می شود. این امر نیاز به سیستم های خنک کننده مکانیکی را کاهش می دهد و از این طریق مصرف انرژی و انتشار کربن را کاهش می دهد.
ویژگی های فنی و تحقیقات مکمل
مقاومت مکانیکی این ماده به ضخامت مقوا مورد استفاده بستگی دارد. تیم تحقیقاتی دانشگاه RMIT فرمولی را طراحی کرده است که امکان محاسبه ضخامت مقوا را فراهم می کند. این به سازندگان این امکان را می دهد تا بسته به نیاز ، میزان مقاومت را تنظیم کنند.
علاوه بر این ، در یک مطالعه جداگانه ، مجدداً توسط Jiaming ما و در مجله ساختارهای کامپوزیت منتشر شد ، تیم تحقیقاتی فیبر ترک را با فیبر کربن ترکیب کردند. نتایج این مطالعه نشان داد که مواد به دست آمده مقاومت مشابهی با بتن با عملکرد بالا دارند.
ترکیبی ساده اما هوشمندانه از خاک و مقوا می تواند صنعت ساخت و ساز را تغییر دهد. نه تنها هزینه ها را کاهش می دهد ، بلکه با کاهش سیمان و مصرف بتن نیز نقش مهمی در کاهش انتشار کربن دارد. در کنار این مزایا ، امکان استفاده از مواد محلی و کاهش وابستگی به حمل و نقل سنگین ، آن را به گزینه ای ایده آل برای ساخت و ساز در مناطق شهری و روستایی تبدیل می کند.
نوآوری دانشگاه Remit نمونه ای از آینده گرایی در معماری و مهندسی است. آینده ای که در آن مواد پایدار ، کم کربن و قابل بازیافت جایگزین آلاینده های گران قیمت و امروز شود.
