Можно ли из пластиковых отходов делать кирпичи для новых домов?

В мире насчитывается около 6,3 миллиарда метрических тонн пластиковых отходов. Они находятся в нашей воде, нашем воздухе, в рыбе, которую мы едим, и почве, в которой растут наши овощи. Фактически, только 21% всего когда-либо произведенного пластика было переработано или сожжено. Поэтому очень важно найти новые способы его повторного использования. Учитывая постоянный мировой спрос на новые здания, использование их для производства строительных материалов является одной из главных идей.

Фото: https://www.net-musoru.ru/

В здании основная цель стены – поддерживать крышу и пол, а также обеспечивать защиту от непогоды. Чтобы построить стену, вам нужно сложить несколько элементов слоями, как если бы вы делали бутерброд или бургер, только с наклоном на бок. Наружная стена часто делается из кирпича (для защиты от влаги), а внутренняя стена – из бетонного раствора, отделанного гипсокартоном, готовым для покраски или обоев. Между ними в современных зданиях обычно есть зазор (для выхода влаги или предотвращения ее попадания), заполненный изоляцией: губчатым материалом, сохраняющим тепло. В более холодных странах стены должны максимально сберегать тепло для повышения энергоэффективности.

В 2019 году ученые участвовали в разработке кирпича из бытовых пластиковых отходов с помощью 3D-печати. Идея кирпича пришла из неожиданного места: из гнезда птицы байя из юго-восточной Азии. Этот симпатичный житель желтых лугов славится своими искусно сплетенными домами. Самец строит гнездо, используя свои когти и клюв, чтобы сплетать гибкие стебли травы и полосы пальмовых листьев в форме шляпы. Там есть большая верхняя часть, куда будут помещены яйца, с удлиненным туннельным входом под ней. Плетеная структура гнезда защищает яйца от ветра, дождя и жаркого солнца во время инкубации.

Ученые решили попробовать построить кирпич аналогичным образом. Вместо того чтобы использовать растительные волокна, специалисты хотели ткать пластиковую пряжу или нити. Сначала они измельчили использованные пластиковые бутылки, чтобы сделать пряжу. Затем эту пряжу загрузили в 3D-принтер. Принтер расплавляет пряжу и, используя конусообразную насадку, наносит расплавленный пластик именно там, где необходимо. При этом принтер был запрограммирован на пересечение линий расплавленного пластика в виде решетки или сетки. Затем решетку покрыли твердым внешним слоем, чтобы удерживать воздух внутри полости для лучшей изоляции.

Фото: https://www.storytrender.com/

Эти кирпичи очень прочные. Исследования показали, что они могут сравниться по прочности с обычными кирпичами на цементном растворе в стенах пятиэтажных домов. Они также в десять раз лучше изолируют стены, чем обычные глиняные кирпичи того же размера.

Лего в натуральную величину

Получившийся кирпич в стиле ткачей считается первым в своем роде. Но это не единственный кирпич, сделанный из бытовых пластиковых отходов. В другой модели используется пластик, измельченный до порошкообразного состояния. Мелкозернистый пластик можно легко вылить в форму (так же, как вы заполняете подносы для кубиков льда водой) кирпичной формы. Затем форма переносится в печь для плавления пластмассового порошка перед окончательным прессованием в твердый пластмассовый кирпич.

Преимущество создания пластиковых кирпичей таким способом заключается в том, что мы можем комбинировать различные типы пластика – от бутылок с водой и пакетов для молока до пищевых упаковок и крышек для бутылок – потому что все они плавятся при температуре от 200 °C до 250 °C. Кроме того, их можно легко собрать и соединить, чтобы получить стену – проект Lego в натуральную величину! После того, как стена построена, вы можете добавить глину или цементное покрытие с обеих сторон – внутри и снаружи – для более гладкой отделки.

Самый дешевый, но самый гениальный метод – использовать пластиковые отходы как есть, в сочетании с традиционными строительными материалами и сельскохозяйственными отходами. Исследователи из Университета Де Монфор работали с местными предпринимателями в Нигерии над созданием прототипа бутылок. Выброшенные бутылки были заполнены песком или водой, чтобы создать утяжеленный вариант бутылок, достаточно прочный, чтобы строить из него, а затем скрепили глиной. Единственным недостатком этого метода является то, что он не сохраняет тепло. Вместо этого он охлаждает здание, поглощая солнечный свет и предотвращая повышение температуры внутри. Хотя это именно то, что вам нужно в странах с тропическим климатом.

Фото: https://jivi-interesno.ru/

Помимо необходимости адаптации материалов к конкретному месту – и погоде – также нужно быть осторожным с используемыми пластиками, так как некоторые из них могут привести к токсичным выбросам при воздействии ультрафиолетового света и высоких температур. То есть в этой области предстоит еще много исследований и работы.