استفاده از بطری بازیافتی PET در ساخت و ساز

استفاده از بطری های پلاستیکی بازیافتی (PET) در واحدهای بنایی

در نیجریه، در بسیاری از صنایع از محصولات پلاستیکی برای بسته بندی استفاده می شود. دفع پلاستیک اگرچه بسیار مهم است اما هنوز راه حلی برای کنار آمدن با آن وجود ندارد. هدف از این تحقیق یافتن راهکاری جایگزین برای مقابله با این مشکل زیست محیطی است. از پلی اتیلن ترفتالات (PET) در ساخت بلوک های شن و ماسه در ابعاد 225×225×450 میلی متر استفاده می شود. بطری های PET با شن و ماسه پر شده و به صورت عمودی و افقی روی هم چیده می شوند. با این کار دو نمونه بطری عمودی پر از ماسه (VBS) و بطری افقی پر از ماسه (HBS) داریم. از هشت بطری PET برای ایجاد فضای خالی در هر بلوک ماسونری استفاده شد. نسبت مخلوط استفاده شده در این مطالعه با نسبت 0.6 آب-سیمان 1:6 بود. بلوک های شن و ماسه ای PET ازنظر مقاومت فشاری و استحکام خمشی بعد از 7 و 28 روز مورد آزمایش قرار گرفتند. تست رسانش حرارتی نیز بر روی بلوک های PET انجام شد. بلوک‌های پلاستیکی PET، درمقایسه با بلوک های PET بدون شن و ماسه از مقاومت فشاری و استحکام خمشی بالاتری در 7 و 28 روز برخوردار هستند. با این حال، مشاهده شد که بلوک های PET حاوی شن و ماسه بالاترین مقاومت و کمترین رسانش حرارتی ر دارند. استفاده از بطری های PET در بلوک های شن و ماسه علاوه بر بهبود استحکام و عملکرد حرارتی آنها، آلودگی زیست محیطی ناشی از ضایعات پلاستیک را به حداقل می رساند.

یکی از بزرگترین دغدغه های این قرن مدیریت زباله جامد در سطح جهانی است. ریشه اصلی آسیب های زیست محیطی مدیریت ضعیف زباله های جامد است. میزان زباله های پلاستیکی و این واقعیت که زیست تخریب پذیر نیست دو عامل مهم در تخریب محیط زیست به شمار می روند. استفاده مجدد از بطری های پلاستیکی معمولا به روش هایی نیاز دارد تا پتانسیل آنها را محدود کند. به همین دلیل بطری های پلاستیکی در همه جای شهرها یافت می شوند، به ویژه در مناطقی که آب و طوفان آنها را جمع کرده است. بازیافت این بطری های پلاستیکی بازیافتی به حفاظت از محیط زیست و کاهش روند گرمایش جهانی کمک می کند. انجمن صنعت پلاستیک (SPI) در سال 1988 یک سیستم طبقه بندی به مصرف کنندگان به منظور بازیافت و شناسایی انواع مختلف پلاستیک معرفی کرد. تولیدکنندگان یک کد SPI یا شماره را روی هر محصول پلاستیکی ثبت کردند که معمولا در قسمت پایین درج می شد. جدول زیر یک طرح کلی از انواع پلاستیک های مختلف، شماره کد آنها، خصوصیات کلی و موارد استفاده را ارائه می دهد.

جدول 1:

زباله های پلاستیکی اخیرا برای کاربردهای مختلف در سراسر جهان بازیافت می شوند. مطالعات متعددی استفاده از بطری های پلاستیک بازیافتی را در صنعت ساخت و ساز همچون احداث گلخانه یا مقاوم سازی جاده ها مورد بررسی قرار داده اند. آنها همچنین در دیگر زمینه ها ازجمله کشاورزی و دکوراسیون نیز کاربرد دارند. استفاده از بطری های پلاستیکی ماسونری پر از شن و ماسه یک تحول تازه در بخش ساخت و ساز محسوب می شود که می تواند با پر کردن شکاف مسکن بین افراد غنی و فقیر در نیجریه به دستیابی به عدالت اجتماعی کمک کند. برای ساخت و ساز قوی تر و مقرون به صرفه تر، توسعه مواد اقتصادی در صنعت ساخت و ساز ضرورت دارد. بسیاری از محققان احتمال استفاده از زباله های پلاستیکی به عنوان مواد بازیافتی در ساخت بتن، اصلاح قیر و مبلمان را مطالعه کرده اند. برای مثال می توان PET را نام برد که نوعی پلی اتیلن است و اغلب در ساخت بطری های آب و نوشیدنی گازدار استفاده می شود. بطری های PET در همه جا دور ریخته می شوند و این کار مشکلات زیست محیطی در مواجهه با زباله های پلاستیکی را به همراه دارد که نیازمند روش هایی برای بازیافت یا استفاده مجدد است زیرا تجزیه زیستی آنها بسیار دشوار است. امروزه نیجریه با چالش های دفن بیش از حد زباله و اثرات دور ریختن بطری های پلاستیکی آب به دلیل افزایش استفاده از بطری های پلاستیکی دست و پنجه نرم می کند یکی از زباله های غیرقابل تجزیه زیستی، بطری های PET هستند که به وفور در محل های دفن زباله در نیجریه یافت می شوند. برخی از این بطری ها به مسیرهای فاضلاب رفته و فاضلاب ها را مسدود می کنند. به گفته موین و همکارانش، تکنولوژی استفاده از بطری های پلاستیکی در صنعت ساخت و ساز امروزه در بسیاری از کشورها ازجمله نیجریه، افریقای جنوبی، نروژ، فیلیپین و هند رواج دارد. در هندوراس، کلمبیا و بولیوی بیش از 50 پروژه ساختمانی به این روش احداث شده است. در شکل های زیر چگونگی و مکان استفاده از بطری های پلاستیکی در صنعت ساخت و ساز نشان داده شده است.

شکل 1:

شکل 2:

به جای استفاده از آجرهای سنتی در دیوارها و ستون ها می توان از بطری های پلاستیکی پرشده با خاک یا ماسه به عنوان آجر استفاده کرد. باتوجه به مطالعات موین و همکارانش، خانه های ساخته شده با آجرهای PET علاوه بر دوام بیشتر، مقاوم در برابر زلزله، عایق طبیعی، اقتصادی و سازگار با محیط زیست هستند. همچنین مقاومت این خانه ها در برابر زلزله اثبات شده است. بسیاری از تحقیقات زیادی به بررسی چگونگی استفاده کامل یا جزئی از بطری های پلاستیکی در ساخت و ساز پرداخته اند. هدف از این تحقیق مطالعه استفاده کامل از بطری های 600 میلی لیتری PET در تمام طبقه بندی های پلاستیکی و ظرفیتی است زیرا این نوع بطری ها به وفور در محل های دفن زباله یافت می شوند. این بطری های PET از شن و ماسه (کاملا فشرده) پر شده اند که دو چیدمان احتمالی از آنها را در قالب آجر یا در محل فراهم نموده و نه تنها استحکام فشاری و خمشی بلکه رسانش حرارتی آجرهای PET را نیز به خوبی نشان می دهد.

مقاومت فشاری

در شکل زیر نتایج حاصل از تست مقاومت فشاری آجرها به ترتیب پس از 7 و 28 روز ارائه شده است.

شکل 3:

مقاومت فشاری آجرهای شن و ماسه (گروه کنترل) در 7 و 28 روز به ترتیب 6.00 و 9.37 نیوتن/میلی متر مربع بود. نتایج به دست آمده از استحکام دیگر نمونه ها با این مقادیر حاصل شده مقایسه شدند. در مطالعه تجربی مشاهده شد که بطری های افقی پرشده با شن و ماسه (HBS) درمقایسه با بطری های عمودی پرشده با شن و ماسه (VBS) پس از 7 روز بالاترین مقاومت فشاری 6.55 نیوتن/میلی متر مربع دارد درحالی که این رقم در نمونه های VBS حدود 6.43 نیوتن/میلی متر مربع بود. همچنین مشاهده شد که بلوک های شنی افقی درمقایسه با بلوک های عمودی شنی پس از 28 روز بالاترین مقاومت فشاری 10.74 نیوتن/میلی متر مربع دارند درحالی که این رقم در بلوک های عمودی 10.61 نیوتن بر میلی متر مربع است.

نتیجه گیری

به منظور تایید یافته های حاصل از بررسی تاثیر بطری های پلاستیکی بازیافتی (PET) بر آجرهای ماسونری، استفاده از بطری های پلاستیکی پرشده از شن و ماسه به عنوان آجر مورد مطالعه قرار گرفت. در این تحقیق می توان به نتایج زیر دست یافت:

1.بطری های پلاستیکی PET به کار رفته در واحدهای ماسونری درمقایسه با نمونه های کنترل و استاندارد NIS از مقاومت فشاری و خمشی بالاتری برخوردار هستند.

2. نمونه های افقی یعنی (HBS) بالاترین استحکام را درمقایسه با بلوک های جامد معمولی (گروه کنترل) و بلوک های استاندارد NIS داشتند.

3. واحدهای ماسونری بتنی که از بطری های پلاستیکی حاوی شن و ماسه (HBS و VBS) در آنها استفاده شده است، نسبت به بلوک های جامد ماسه ای (گروه کنترل) کمترین رسانش حرارتی و بالاترین مقاومت در برابر اشتعال را پس از 2 ساعت داشتند. پس از 2 ساعت مقاومت در برابر آتش، روی بلوک حاوی ماسه ترک هایی ایجاد شده و سر بطری ذوب می شد.