Австралийские инженеры разработали строительный материал, углеродный след от производства которого составляет примерно четверть от углеродного следа от производства бетона, при этом сокращается количество отходов, отправляемых на свалку. Инновационный материал, называемый утрамбованной землёй в картонной оболочке, полностью состоит из картона, воды и почвы, что делает его пригодным для повторного использования и переработки. Статья опубликована в журнале Structures.
Только в Австралии на свалку ежегодно отправляется более 2,2 миллиона тонн картона и бумаги. При этом на производство цемента и бетона приходится около 8% ежегодных глобальных выбросов.
Картон ранее использовался для строительства временных сооружений и убежищ на случай стихийных бедствий. Вдохновившись такими проектами, команда Университета RMIT впервые объединила прочность утрамбованной земли с универсальностью картона.
Ведущий автор доктор Джиминг Ма (Jiaming Ma) сказал, что разработка уплотненного картоном грунта ознаменовала значительный прогресс на пути к более устойчивой строительной отрасли. «При современном строительстве из бутового камня в него добавляют цемент для повышения прочности. Использование цемента нецелесообразно, учитывая естественную толщину стен из бута», — сказал он.
Но технология трамбовки грунта в картонной оболочке позволяет обойтись без цемента и сократить выбросы углекислого газа на 25%, а затраты — на 33% по сравнению с бетоном. «Используя только картон, почву и воду, мы можем сделать стены достаточно прочными, чтобы они выдерживали малоэтажные здания», — сказал Ма. Это нововведение может произвести революцию в проектировании и строительстве зданий с использованием материалов, которые легче перерабатывать.
Это также отражает возрождение строительства на основе природных материалов, обусловленное стремлением к нулевым выбросам и интересом к экологичным материалам. Трамбованную землю в картонной опалубке можно сделать на строительной площадке, уплотнив почвенно-водную смесь внутри картонной опалубки вручную или с помощью техники.
«Вместо того чтобы перевозить тонны кирпичей, стали и бетона, строителям нужно будет привозить только лёгкий картон, поскольку почти все материалы можно получить на месте», — сказал Се, автор статьи. «Это значительно сократит транспортные расходы, упростит логистику и снизит потребность в материалах на начальном этапе».
Трамбованная земля в картонной опалубке может стать эффективным решением для строительства в отдалённых районах, например в регионах Австралии, где много красных почв, идеально подходящих для такой конструкции. «Здания из утрамбованной земли идеально подходят для жаркого климата, поскольку их высокая тепловая масса естественным образом регулирует температуру и влажность в помещении, снижая потребность в механическом охлаждении и сокращая выбросы углекислого газа», — пояснили ученые.
Механическая прочность нового материала зависит от толщины картонных трубок. Команда разработала формулу для расчёта прочности. «Мы нашли способ определить, как толщина картона влияет на прочность утрамбованной земли, что позволяет измерять прочность в зависимости от толщины картона», — сказал Ма.
В отдельном исследовании углеродное волокно было объединено с утрамбованной землёй, что доказало его прочность, сопоставимую с прочностью высокоэффективного бетона. Ма и его команда готовы сотрудничать с представителями различных отраслей для дальнейшей разработки материала, чтобы его можно было широко использовать.
[Фото: RMIT University / Dr Jiaming Ma]
