嬰兒穿的紙尿褲??人們日常居住的房子?這兩個八桿子打不到一處的事物,放在一起能夠碰撞出什么樣的火花?日本北九州市立大學的研究人員大開腦洞,發現嬰兒穿過的廢棄紙尿褲竟然可以用作房屋的建筑材料!這究竟是怎么一回事?
  印度、尼日利亞、巴基斯坦、印度尼西亞和烏干達等國家的人口數量仍在持續增長,同時也就意味著:新生兒在增加,垃圾中廢棄的一次性紙尿褲更多,人們對于低成本住房的需求也越大。例如,印度尼西亞的城市人口以每年4.1%的速度增長,每年大約有780 000套住房需求,但政府每年卻只能提供400 000~500 000套住房可用。
  并且,建筑材料往往是住房建設中最重要的一環,占住宅總價值的80%,如果建筑材料的價格增加,那么房價也將受到大幅度影響。

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  根據東方財富網數據中心2023年5月18日發布的數據顯示,近3個月建材價格平均上漲5.15%|pixabay
  一次性紙尿褲通常會采用木漿、棉花,以及聚酯、聚乙烯、聚丙烯這類材料制成。大部分用完的一次性紙尿褲都會和日常垃圾一起,被扔進垃圾桶里,然后運往垃圾填埋場填埋或焚燒處理。
  之前有不少文獻表明,添加少量紙尿褲可以增強混凝土的力學性能,所以,如果能夠很好的利用廢棄紙尿褲,不僅能大幅度減少資源浪費,還能給更多居民解決住房困難的問題。
  在雅加達垃圾處理公司Awina的資助下,北九州市立大學的土木工程師Siswanti Zuraida與合作者一起,將清洗后、干燥并粉碎的廢棄一次性紙尿褲與水泥、沙子、碎石和水混合,制備出混凝土和砂漿樣本,再讓這些樣本經過28天的固化。
  隨后,他們設計了6個廢棄紙尿褲占比不同的樣本,測試哪個占比的樣本可以承受更多壓力而不發生破裂。與此同時,他們還計算了如果修建一棟符合非洲、東南亞等中低收入國家建筑標準的建筑面積為36平方米的房屋,使用的各類建筑材料(用于柱和梁等結構構件的混凝土復合材料,以及用于非承重墻和地板等建筑構件的砂漿復合材料)中,最多有多少沙子能用一次性紙尿褲替代。該研究結果以Application of non-degradable waste as building material for low-cost housing為題發表在Scientific Reports期刊上。
  結果表明,普通混凝土的抗壓強度為24.91 MPa,然而,隨著紙尿褲含量的增加,復合材料的抗壓強度逐漸降低。柱子和房梁這種結構構件的紙尿褲占比,比非承重墻墻體和混凝土磚這種建筑構件的紙尿褲占比要低。
  如果要建一個單層的紙尿褲樣板房,建筑材料中27%的沙子都可以替換成廢棄紙尿褲;但如果建一棟三層樓高的房子,考慮到安全與穩固,這個比例就要降至10%。

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  如果是用作非承重墻和地板的建筑構件,有40%的沙子可以換成廢棄紙尿褲;如果用作承重墻或者樓梯地板等需要更牢固的結構構件,廢棄紙尿褲的最大替代率在8%~9%之間。
  你以為該研究至此,就僅僅是一群人在實驗室里紙上談兵嗎?并不是!該團隊動手能力極強,根據印度尼西亞的房屋建筑標準,用摻了紙尿褲的混凝土建造了一棟實驗性住房。
  雖然這個房子很小,建筑面積只有36平方米(相當于2個停車位)。為了加快施工進度,團隊對建筑構件使用了摻了紙尿褲的混凝土,而對結構構件使用了金屬梁。根據估計,這個房子總共使用了約22.79 m3的建筑材料,其中約有1.73 m3的廢棄紙尿褲,占總復合材料體積的7.6%。
  將不可降解的垃圾“變廢為寶”,這些原本只能被填埋的垃圾能為中低收入人群提供更多的經濟適用房,對人類乃至整個地球都是非常有意義的。但同時,研究人員也注意到將廢棄紙尿褲運輸到加工廠或者施工地會是一個很長的運輸路徑,可能產生更多的成本;如何從龐大的廢物堆中準確分揀出紙尿褲,也是一個亟需解決的難題。