بديلاً صديقًا للبيئة يقلل فواتير التدفئة والتبريد.. ملاط من البلاستيك المعاد تدويره والسيليكا

نجح باحثون من جامعة نيوكاسل في تطوير ملاط مصنوع من البلاستيك المعاد تدويره وهلام السيليكا، والذي يعمل على تحسين العزل وتقليل النفايات البلاستيكية.

ويأمل الفريق أن تتمكن مادة البناء الجديدة هذه من تقليل فواتير التدفئة والتبريد مع كونها صديقة للبيئة.
تم نشر العمل في مجلة البناء ومواد البناء .

استبدال الرمل بهلام السيليكا وبلاستيك معاد تدويره

قام الفريق بتطوير خليط ملاط الأسمنت عن طريق استبدال الرمل بهلام السيليكا والبلاستيك المعاد تدويره، والذي أظهر بعد ذلك تحسنًا في العزل الحراري ووزنه الأقل.

تشتهر الهلاميات الهوائية بخصائص العزل العالية ويتم استخدامها بشكل متزايد للعزل الحراري، وخاصة في قطاع البناء وفي مجال الطيران.

وفي الدراسة، أظهر الفريقن أن خليط الملاط الجديد يقلل من فقدان الحرارة بنسبة تصل إلى 55% مقارنة بالملاط التقليدي، مع الحفاظ على القوة المطلوبة للبناء الحجري.
كما أنه يفي بالمعايير الدولية (BS-EN 413-1:2011، ASTM C270-10، AS 1012/AS 3700)، مما يوفر بديلاً صديقًا للبيئة للبناء الموفر للطاقة والمستدام.

تحسين ممارسات البناء المستدامة

وقد يؤدي هذا إلى تحسين ممارسات البناء المستدامة مع تقليل فقدان الحرارة في المباني، في المناطق التي يحدث فيها الجسور الحرارية، على سبيل المثال، من خلال الفجوات بين الطوب في الجدران والتي يتم ملؤها بالملاط.

قالت البروفيسورة ليديا شيلر، أستاذة علوم النانو في كلية الهندسة بجامعة نيوكاسل، وأحد المؤلفين الرئيسيين للدراسة: “تُظهر هذه الدراسة أن تركيبتنا من نفايات البلاستيك المعاد تدويرها من مادة البولي إيثيلين تيرفثاليت يمكن استخدامها لإنتاج ملاط قائم على الأسمنت، وهي طريقة فعالة للحد من تأثيرها على البيئة. ألن يكون من الرائع تقليل فواتير التدفئة في جميع المباني الجديدة لدينا وفي نفس الوقت تقليل النفايات البلاستيكية بشكل كبير في العالم؟”

مزيج الهاون الجديد

تم اختبار سبع تركيبات مختلفة إلى جانب الملاط التقليدي حيث ثبت أن أكثر خلطات الملاط الجديدة فعالية هي هلام السيليكا غير المعالج بنسبة 7% الذي يحل محل الرمل الطبيعي مع 3% من البلاستيك المعاد تدويره من مادة PET “بولي إيثيلين تيريفثالات” .

جاءت جزيئات البلاستيك المصنوعة من مادة البولي إيثيلين تيرفثالات المستخدمة في الدراسة من نفايات الزجاجات البلاستيكية الممزقة وكانت خشنة وغير منتظمة الشكل ويتراوح حجمها بين 2.5 و3.5 ملم.
غسل العلماء قطع البلاستيك بالماء بعد التقطيع وتركوها لتجف في درجة حرارة الغرفة لمدة 24 ساعة.

تقليل التوصيل الحراري للملاط

قام الفريق بتحليل خصائص رئيسية، مثل وقت التصلب، والسيولة (مقياس لتحديد قابلية عمل ملاط الأسمنت)، والكثافة، والقوة، والتوصيل الحراري .

ساعدت التركيبة الجديدة في تقليل التوصيل الحراري للملاط بنسبة تصل إلى 55٪، مقارنة بعينات الملاط القياسية.

وأضاف الدكتور كانياو ماروف، الباحث الرئيسي في كلية الهندسة، “إن تحسين الأداء الحراري للمباني الحجرية من خلال تقليل الطاقة اللازمة للتدفئة والتبريد في المباني لتلبية راحة المستخدمين هو أحد الموضوعات الرئيسية التي يتم النظر فيها في قطاع البناء الحديث، في عملنا، كان تعديل سطح جزيئات هلام السيليكا خطوة حاسمة نحو التنفيذ الناجح لجزيئات هلام السيليكا داخل رابط الأسمنت والبلاستيك PET “.

وتوضح البروفيسور شيلر: “الآن أصبح من الممكن الوصول إلى جميع المعايير لهذا الملاط الحراري الجديد المخفض للحرارة باستخدام البلاستيك والهلام الهوائي، وفي الخطوة التالية، نرغب في العثور على شركاء مثل شركة إنشاءات للتقدم بطلب للحصول على التمويل وبناء المنزل باستخدام “وصفتنا” للملاط، وهذا من شأنه أن يسمح لنا بتقديم دليل مباشر على إمكانية توفير الطاقة وتقييم اقتصاديات تطبيقات البناء بالطوب”.