为了同时解决两个环境问题，日本北九州大学的研究人员发现，碎尿布可以替代混凝土中使用的 9% 至 40% 的沙子，而不会降低其强度。一次性尿布是非可回收废物的日益增长的来源，水泥生产约占全球温室气体排放量的 7%，每年消耗约 500 亿吨沙子。
这种掺有尿布的混凝土被用于在印度尼西亚建造一栋小房子，以展示如何将这种类型的废物从垃圾填埋场转移出来，用于在中低收入社区建造更经济适用房。
西斯万蒂·祖莱达是北九州大学的土木工程师，她在雅加达附近的万隆科学技术学院任教期间开始了该项目。尽管富裕国家的人口数量通常趋于稳定和下降，但印度尼西亚和其他中低收入国家的人口数量将继续增长——导致更多的婴儿、更多的尿布和对低成本住房的更多需求。
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“一切都与资源的可获得性有关，”祖莱达说。“随着人口的增长，尿布废物也会增长。这具有挑战性，所以我们认为这将是我们为回收这种废物做出贡献的一部分。”
一次性尿布通常由木浆、棉花和超吸收性聚合物制成，少量超吸收性聚合物已被证明可以改善混凝土的机械性能。在雅加达一家名为 Awina 的废物管理公司的资助下，祖莱达着手确定可以用碎尿布替代多少沙子来制造有用的混凝土和砂浆。
靠近家
最初，研究人员从当地采购尿布——祖莱达自己有一个蹒跚学步的孩子。尿布经过清洗、干燥和粉碎后，将所得材料与水泥、沙子、砾石和水混合。该团队测试了不同的混合物，混凝土中最多替代了 40% 的沙子。
经过一个月的养护，对样品进行压力测试，以确定复合材料的断裂点。根据这些测量结果，祖莱达和她的同事计算出可以满足建筑构件需求的最大尿布废物比例。
混凝土中尿布废物越多，抗压强度越低。因此，诸如柱子和梁等结构构件比诸如墙壁和混凝土砌块等建筑元素需要更小比例的碎尿布。对于他们的原型单层房屋，研究人员计算出 27% 的沙子可以被尿布废物替代。但如果房子是三层楼高，则比例需要降至 10%。
在建筑构件中，高达 40% 的沙子可以被尿布废物替代，其中混凝土墙板中的比例最高。在需要比墙壁更坚固以满足建筑标准的地板和花园铺路中，只有 9% 的沙子可以被尿布替代。
尿布建造的房子
然后，研究人员使用他们掺有尿布的混凝土建造了他们的实验房屋，以符合印度尼西亚的建筑标准。这所房子很小；楼面面积总计仅 36 平方米，大约相当于 2.5 个停车位的大小。为了加快建造过程，研究人员将尿布混凝土用于建筑构件，将金属梁用于结构构件。
总共，这所房子使用了大约 1.7 立方米的尿布废物，约占复合材料总体积的 8%。
德国德累斯顿工业大学研究可持续建筑材料的化学家克里斯托夫·施罗夫尔说，作为一种从不可降解废物中提取价值的方法，“这是一个很好的，真正有价值的逐步过程中的一步”。
但他警告说，将尿布废物运输到加工厂或建筑工地可能会“产生相当长的运输路径”，并且如果该团队想要提高其低成本房屋的环境友好性，它可以选择用木基复合材料而不是混凝土制成的墙壁。
祖莱达同意，从废物流中分离出尿布将是将她的工作转化为现实世界中最具挑战性的部分。印度尼西亚在 2021 年产生了 2000 万吨废物，其中约 10% 的塑料被回收。“在市政废物管理中没有支持系统来分离尿布，”祖莱达说。“塑料瓶他们现在会分离，因为它们很容易回收，但尿布通常会进入焚烧过程。”
本文经许可转载，并于 2023 年 5 月 20 日首次发表。