גישות חדשניות לבניית מבנים באמצעות חומרים פלסטיים ממוחזרים

תעשיית הבנייה העולמית מתמודדת עם לחץ גובר על מנת להפחית את טביעת הרגל הסביבתית שלה, והשילוב של חומרים מפלסטיק ממוחזרים לתוך מבני בניין צמחה כפתרון מעשי, מדרגי מדי שנה, מיליוני טונות של פסולת פלסטיק בסופו של דבר במזימות אדמה ומערכת אקולוגית טבעית, יצירת צורך דחוף עבור יישומים בעלי ערך גבוה.על ידי טיהור הפסולת הזו לרכיבי בנייה עמידים, התעשייה יכולה לטפל בשני אתגרים קריטיים בו זמנית: צמצום זיהום הפלסטיק והפחתה של טכניקות בנייה מפלסטיק וגילויים וטכנולוגיות פחמן מבוססות פחמן.

יתרונות סביבתיים וכלכליים של פלסטיק ממוחזר בבנייה

השימוש בפלסטיק ממוחזר ביישומים בנייה מספק יתרונות ברורים המשתרעים מעבר להפחתה בפסולת. היתרונות האלה הופכים את החומר אטרקטיבי לשתי תשתיות בקנה מידה גדול והן דיור ברמת הקהילה.

פסולת ומניפסט פחמן

פלסטיק ממוחזר ברמה בנייה לשמור כמויות גדולות של פסולת מחוץ לקרקעות.הייצור של מטמון פלסטיק ממוחזר, לבנים, לוחות דורש פחות אנרגיה מאשר כרייה, מימון, והובלת חומרים בתולה מסורתיים כגון פלדה, בטון או עץ. כי פלסטיק ממוחזר לא דורש החילוץ של משאבים חדשים, טביעת הרגל פחמן של רכיב בניין מבוסס פלסטיק יכול להיות 50 עד 80% פחות מאשר זהה פלדה או רכיב פלדה.

חיסכון בעלויות ויציבות חומרית

חומרים פלסטיים ממוחזרים לעתים קרובות עולים פחות כדי לייצר מאשר עמיתיהם הקונבנציונליים, במיוחד באזורים שבהם פסולת פלסטיק בשפע ועלויות של סילוק הם גבוהים.הטבע הקל משקל של רכיבים פלסטיים גם מפחית הוצאות תחבורה וסימולציות על טיפול באתר. חוזים מדווחים מהר יותר זמני ההרכבה כאשר עובדים עם מודולים פלסטיים prefabricated, אשר יכול להוריד עלויות עבודה הכוללות.

יתרונות ותחזוקת

פלסטיק עמיד בפני לחות, רוט, קורוזיה, ונזק חרקים. בניגוד עץ, אלומיניום פלסטיק אינו מפצף, splinter, או דורש טיפולים כימיים.בניגוד פלדה, זה לא יתורגם עלויות תחזוקה נמוכות יותר על מחזור החיים של מבנה, מה שהופך פלסטיק ממוחזר במיוחד מושך לסביבות קשות כגון אזורי חוף, רטובות, אתרי תעשייה.

עיצוב Flexibility

פלסטיק ממוחזר ניתן לעצב, extruded, או 3D מודפס כמעט בכל צורה. אדריכלים ומהנדסים יכולים לייצר לוחות מעוקלים, מחברים מותאמים אישית, וגיאומטריה מורכבת כי יהיה קשה או יקר להשיג עם חומרים מסורתיים. זה הפוך פותח אפשרויות עיצוב חדשות עבור דיור סביר, מבנים מודולריים, ומחסות זמניות.

טכניקות חדשניות בבנייה מבוססת פלסטיק

כמה גישות נפרדות פותחו כדי להפוך פסולת פלסטיק ממוחזר לחומרי בניין אמינים.כל טכניקה מתייחסת לדרישות מבניות ספציפיות ומגבלות ייצור.

בריקים מפלסטיק ובלוקים מנטרלוקחים

אחת השיטות המאומץות ביותר כרוכה בחיתוך והיתוך פסולת פלסטיק מעורבת, ולאחר מכן דחוס את החומר ללבנים מוצקות או בלוקים בין-מחצובים. בלוקים אלה יכולים להיות מעוצבים עם חללים אשר להפחית במשקל ולשפר בידוד. באזורים רבים בעלי הכנסה נמוכה, לבנים פלסטיק כבר בשימוש כדי לבנות בתים שלמים. בלוקים אלה בדרך כלל חזקים יותר מאשר לבנים מפוטרים מסורתיים ואינם דורשים מרגמה כאשר הם משמשים עיצובים.

ארגונים כגון FLT:0 ,Conceptos PlásticosFLT 1 בקולומביה החלו בגישה זו, יצירת מערכות בנייה המאפשרות ייצור מהיר של קירות, גגות, וקומות באמצעות בלוקים מפלסטיק ממוחזר.

פלסטיק Lumber ו- Structural beams

אלומיניום פלסטיק מיוצר על ידי extruding גבוה בעלות גבוהה גבוהה גבוהה גבוהה פוליאתילן (HDPE) או פוליפרופילן לתוך לוחות, תוכניות, ודבורים. בעוד מוצרים מוקדמים של אלומיניום היו מוגבלים יישומים לא מבנים כגון סיפון ו fencing, התקדמות בנוסחאות מורכבות עכשיו לאפשר שפע של יכולות מתאים עבור אור framing, גשרים, מבנים ימיים.

מוצרים כגון FLT:0 (Bedford TechnologyFLT:1 lumber מבני משלב חיזוק סיבים לשיפור הנוקשות והעוצמה, המאפשרים חומרים אלה לעמוד בדרישות קוד בנייה עבור יישומים ספציפיים.

3D הדפסה עם פלסטיק ממוחזר

ייצור תוספתי באמצעות הפלשה פלסטיק ממוחזר צברה מערכת לייצור רכיבים מבני בניין מותאם אישית עם פסולת מינימלית.מדפסות תלת-ממדיות בקנה מידה גדול יכול extrude נמס ישירות על פלטפורמת בנייה, יצירת קירות, עמודות ואפילו שכבת בית שלמה על ידי שכבה.טכניקה זו מפחיתה פסולת חומרית קרוב לאפס ומאפשרת עבור גיאומטריה ממוטבת מאוד לשימוש פחות חומר כללי.

פרויקטים כגון:0)NagamiFLT:1 שיתוף פעולה עם המעצב פיליפ סטארק הוכיחו את הפוטנציאל האסתטי והמבני של 3D מודפס אלמנטים אדריכליים ממוחזרים.

פאנלים ו-Insulation Systems

פלסטיק ממוחזר יכול להיות משולב עם חומרים אחרים כדי ליצור לוחות מורכבים המציעים בידוד תרמי מעולה קשיחות מבנית.לדוגמה, פסולת פלסטיק מחוספס מעורב לעתים עם מלט או ג'יפסום כדי ליצור לוחות קלים, בידוד לוחות קיר. לחלופין, סיבים פלסטיים ניתן להשתמש כמו חיזוק בטון כדי להפחית את סדק ולשפר את כוח עשרות תוך שמירה על פסולת של אדמה.

מערכות מורכבות אלה הן בעלות ערך מיוחד לבניית המעטפות באקלים שבהם עלויות חימום וקירור גבוהות, שכן הלוחות יכולים לקצץ את השימוש באנרגיה על ידי מתן בידוד מתמשך ללא גירוד תרמי.

דיגיטים ב Concrete

טכניקה נוספת של עלייה כוללת החלפת חלק מהמצטברות הטבעיות (sand ו- Gravel) בטון עם גרגרי פלסטיק ממוחזרים.גישה זו מפחיתה את משקל הבטון ומסייעת לטפל במחסור החול העולמי. בעוד שלקט מצטבר פלסטיק יש כוח דחיס נמוך יותר מאשר בטון, זה מתאים אלמנטים לא-מבנה כגון סלולים, בלוקים, ומחסומים קוליים.על מחקר מתמשך מתמקדת על ביצועים מפלסטיק למקסימום יחס של איפור-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-of.

פרויקטים אמיתיים ומקריות

פרויקטים חדשניים ברחבי העולם מפגינים את יכולת הבנייה הפלסטית ממוחזרת בקנה מידה שונים.

כבישים פלסטיים בהולנד

העיר Zwolle בהולנד בנתה נתיב אופניים באמצעות מודולים פלסטיים ממוחזרים המיוצרים על ידי החברה פלסטיסטרד.החלקים prefabricated עשויים לחלוטין מפסולת ממוחזרת וכוללים עיצוב חלול המאפשר צינורות ניקוז ואינטגרציה כבל.המערכת מודולרית ניתן להתקין במהירות, ואת פני הפלסטיק עמיד מאוד למזג אוויר וללבוש.

דיור אמין בקולומביה ובודו

בקולומביה, המושגים ללא מטרות רווח פלוסטינוס בנתה עשרות בתים באמצעות לבנים מפלסטיק ממוחזרים.כל בית באורך 40 מ"ר משתמש בערך 1.5 טון של פסולת מפלסטיק.המבנים הם עמידים באש, עמיד לרעידות אדמה, וניתן לאסוף אותם כחמישה ימים על ידי צוות של ארבעה אנשים.

מרכזי הקהילה בארצות הברית

מרכז קהילתי בפורטלנד, אורגון, נבנה באמצעות לוחות מפלסטיק ממוחזרים עבור החיפוי החיצוני שלה.הפאנלים סיפקו בידוד גבוה של ערך R ומעטפה עמידת מזג אוויר, בעוד הפנים מחלחלות בשימוש מפלט פלסטיק ממוחזר.הפרויקט השיג הסמכה תחת אתגר הבנייה על ידי עמידה במיקור חומרים קפדני ודרישות הפחתה פסולת.במקרה זה ממחיש כי רכיבים מפלסטיק יכול לענות על הסטנדרטים התובעניים של תוכניות בנייה ירוקה גבוהה.

פתרונות חירום

כמה ארגונים הומניטריים פיתחו מקלטי חירום שנעשו מפלסטיק ממוחזר.ה-FLT:0 (היחידה Better ShelterFeloph:1), למשל, יש מסגרת שנעשתה חלקית מפלסטיק ממוחזר והוא מיועד לפריסה מהירה במחנות פליטים.המקלטים הם מודולריים, שטוחים, עמידים מספיק כדי להימשך שנים.

גשר בנייה בסקוטלנד

בשנת 2011, הגשר הפלסטי הראשון בעולם נפתח בפסגות הסקוטיות.נבנה על ידי החברה (FLT:0)VertechFLT:1, גשר הולכי רגל 30 מטר משתמש 50 טון של פלסטיק ממוחזר.הוא נושא דירוג עומס דומה פלדה אך אינו דורש ציור או תחזוקה.המבנה היה בשירות מתמשך במשך יותר מעשור ללא סימנים של השפלה, מה שמוכיח את עמידות ארוכת הטווח של פלסטיק בתנאים חיצוניים.

אתגרים ומגבלות

למרות ההתקדמות, כמה מכשולים למנוע אימוץ נרחב של חומרי בניין פלסטיק ממוחזרים.

חוסר קודי בנייה סטנדרטיים

ברוב המדינות אין קודים בנייה מקיפים המכסים שימושים מבניים של פלסטיק ממוחזרים.זה יוצר אי ודאות עבור אדריכלים, מהנדסים ומפקחים.ללא סטנדרטים ברורים, קשה לקבל אישור לאלמנטים מבניים מבוססי פלסטיק במבנים קבועים, במיוחד אלה כפופים לעומסים סיסמיים או גבוהים.קבוצות התעשייה פועלות לפיתוח מפרטים ביצועים, אך התהליך איטי.

ביצועים מבניים והתנהגות ארוכת טווח

התכונות המכאניות של פלסטיק ממוחזר יכולות להשתנות בהתאם לבזבוז המקור ולשיטת העיבוד. זרמי מעורב-פוחיות עשויים לייצר חומרים עם כוח בלתי עקבי או נוקשות.בנוסף, ההתנהגות ארוכת הטווח של מבנים מפלסטיק תחת עומסים מתמשך, חשיפה אולטרה סגולה, ורכיבי אופניים טמפרטורה עדיין לא מאופיין לחלוטין.מחקר הוא מתמשך לנבא, עייפות, ותמצית מעל עשרות שנים.

בטיחות אש

פלסטיקים הם בלתי ניתן לשילוב, אשר מעלה חששות לגבי התפשטות אש ועשן רעיל במבנים. תוספי מזון Fire-retardant ניתן לשלב, אבל אלה עשויים להגדיל את העלות ולהפחית את יכולת המחזור. בניית קודי באזורים רבים מגבילים את השימוש בחומרים כפיים ביישומים מבניים מסוימים, אלא אם כן הם עוברים בדיקות אש ספציפיות.

קבלת פנים וקידום שוק

יש סקפטיות מתמשכת על איכות ועמידות של חומרים שנעשו מפסולת.יש בעלי עניין הקשורים לפלסטיק ממוחזר עם ביצועים נחותים או תקן אסתטי נמוך יותר. קמפיינים חינוך ופרויקטים של הדגמה נדרשים לשנות את התפיסה. כמו מבנים בעלי פרופיל גבוה יותר הושלמו באמצעות פלסטיק ממוחזר, ביטחון הציבור צפוי לגדול.

מימון כלכלה ושרשרת אספקה

האוסף, מיון וניקוי של פסולת פלסטיק מוסיפים עלויות לשרשרת האספקה. זרמי פסולת מעורבים או מעורבים יכולים להיות קשה לעבד לתוך חומרי בניין באיכות גבוהה.פיתוח תשתיות מחזור יעיל ואספקת מזון עקבי הוא קריטי עבור הרחבת הייצור. מדיניות הדורשת תוכן ממוחזר במוצרי בנייה יכול לעזור לעורר הביקוש וייצוב שוקי.

כיוונים עתידיים ומחקר

חוקרים וממציאים בתעשייה רודפים מספר מסלולים כדי להתגבר על המגבלות הנוכחיות ולהרחיב את השימוש בפלסטיק ממוחזר בבנייה.

שיפור פורמולות חומריות

בלחמניות של פלסטיק ממוחזר עם ממלאי מינרלים, סיבי זכוכית, או סיבים טבעיים מפותחים כדי לשפר את העוצמה, הנוקשות והתנגדות האש. חומרים מורכבים אלה יכולים להיות מותאמים ליישומים ספציפיים, כגון עמודות עומס או לוחות בידוד. compatibilizers מתקדם לאפשר שימוש בזרמים מעורבים כי הם כעת קשה למחזר.

עיצוב ואופטימיזציה דיגיטלית

כלים עיצובים פרדוקסליים ואופטימיזציה חישובית מאפשרים למהנדסים ליצור רכיבי בניין מפלסטיק המשתמשים בכמות מינימלית של חומר תוך עמידה בדרישות מבניות. בשילוב עם ייצור תוספים, כלים אלה להפחית את הפסולת ומאפשרים לצורות יעילות מאוד שאינן אפשריות עם ייצור מסורתי.

סטנדרט והסמכת

ארגונים כגון הארגון הבינלאומי לתקינה (ISO) והחברה האמריקנית לבדיקת חומרים (ASTM) מפתחים שיטות מבחן ותקני ביצועים במיוחד עבור חומרי בניין מפלסטיק ממוחזרים.

אינטגרציה כלכלה מעגלית

אחת המטרות המבטיחות ביותר לטווח ארוך היא תכנון מבנים פלסטיים שניתן למחזר בסוף החיים.עבור זה לעבוד, חומרים חייבים להיות מתוייגים בבירור ומתוכנן עבור דיסבוע קל. חלק מפרויקטי הטייס כבר משתמשים בבנייה מונו-חומרית, שבו הבניין כולו עשוי מסוג אחד של פלסטיק.זה מפשט את הצורך עבור פליטה הקרקעית.

מדיניות וכלכלה

מדיניות ממשלתית המעודדת תוכן ממוחזר בפרויקטים של בנייה ציבורית יכולה להאיץ את אימוץ אשראי מס, מנדט רכש ירוק, ועלויות של פסולת המשקפות עלויות סביבתיות אמיתיות יגרמו למוצרים מפלסטיק ממוחזרים יותר תחרותיות.מדינות רבות כבר יישמו אמצעים כאלה עם תוצאות חיוביות, ומימוש רחב צפוי.

ככל שהמדע החומרי מתקדם, עלויות הייצור יורדות, ומסגרות רגולטוריות בוגרות, בנייה פלסטית ממוחזרת ממוקמת כדי להפוך לאופציה סטנדרטית בתעשיית הבנייה.המעבר לא יקרה בין לילה, אבל המסלול ברור.שילוב של צורך סביבתי, התקדמות טכנית, ותמריצים כלכליים מניעים משמרת בסיסית לעבר חומרים שהופכים את הפסולת לערכים ארוכי טווח.