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天天关注：解决住房困难，科学家开始用婴儿纸尿裤建房子了！

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(资料图片)

婴儿穿的纸尿裤？➕人们日常居住的房子？
这两个八杆子打不到一处的事物，放在一起能够碰撞出什么样的火花？日本北九州市立大学的研究人员大开脑洞，发现婴儿穿过的废弃纸尿裤竟然可以用作房屋的建筑材料！这究竟是怎么一回事？

（图源gifer）

印度、尼日利亚、巴基斯坦、印度尼西亚和乌干达等国家的人口数量仍在持续增长，同时也就意味着：新生儿在增加，垃圾中废弃的一次性纸尿裤更多，人们对于低成本住房的需求也越大。例如，印度尼西亚的城市人口以每年4.1%的速度增长，每年大约有780 000套住房需求，但政府每年却只能提供400 000～500 000套住房可用。
并且，建筑材料往往是住房建设中最重要的一环，占住宅总价值的80%，如果建筑材料的价格增加，那么房价也将受到大幅度影响。

根据东方财富网数据中心2023年5月18日发布的数据显示，近3个月建材价格平均上涨5.15%｜pixabay

一次性纸尿裤通常会采用木浆、棉花，以及聚酯、聚乙烯、聚丙烯这类材料制成。大部分用完的一次性纸尿裤都会和日常垃圾一起，被扔进垃圾桶里，然后运往垃圾填埋场填埋或焚烧处理。
之前有不少文献表明，添加少量纸尿裤可以增强混凝土的力学性能，所以，如果能够很好地利用废弃纸尿裤，不仅能大幅度减少资源浪费，还能给更多居民解决住房困难的问题。

实验室下测得材料的物理性质｜参考资料[1]

在雅加达垃圾处理公司Awina的资助下，北九州市立大学的土木工程师Siswanti Zuraida与合作者一起，将清洗后、干燥并粉碎的废弃一次性纸尿裤与水泥、沙子、碎石和水混合，制备出混凝土和砂浆样本，再让这些样本经过28天的固化。
随后，他们设计了6个废弃纸尿裤占比不同的样本，测试哪个占比的样本可以承受更多压力而不发生破裂。与此同时，他们还计算了如果修建一栋符合非洲、东南亚等中低收入国家建筑标准的建筑面积为36平方米的房屋，使用的各类建筑材料（用于柱和梁等结构构件的混凝土复合材料，以及用于非承重墙和地板等建筑构件的砂浆复合材料）中，最多有多少沙子能用一次性纸尿裤替代。该研究结果以Application of non-degradable waste as building material for low-cost housing为题发表在Scientific Reports期刊上。

对6种样本的抗压强度进行测试｜参考资料[1]

结果表明，普通混凝土的抗压强度为24.91 MPa，然而，随着纸尿裤含量的增加，复合材料的抗压强度逐渐降低。柱子和房梁这种结构构件的纸尿裤占比，比非承重墙墙体和混凝土砖这种建筑构件的纸尿裤占比要低。
如果要建一个单层的纸尿裤样板房，建筑材料中27%的沙子都可以替换成废弃纸尿裤；但如果建一栋三层楼高的房子，考虑到安全与稳固，这个比例就要降至10%。
如果是用作非承重墙和地板的建筑构件，有40%的沙子可以换成废弃纸尿裤；如果用作承重墙或者楼梯地板等需要更牢固的结构构件，废弃纸尿裤的最大替代率在8%～9%之间。

世界上首个纸尿裤房屋的设计草图｜参考资料[1]

你以为该研究至此，就仅仅是一群人在实验室里纸上谈兵吗？并不是！该团队动手能力极强，根据印度尼西亚的房屋建筑标准，用掺了纸尿裤的混凝土建造了一栋实验性住房。

（图源Muhammad Arief Irfan）

虽然这个房子很小，建筑面积只有36平方米（相当于2个停车位）。为了加快施工进度，团队对建筑构件使用了掺了纸尿裤的混凝土，而对结构构件使用了金属梁。根据估计，这个房子总共使用了约22.79 m3的建筑材料，其中约有1.73 m3的废弃纸尿裤，占总复合材料体积的7.6%。
（图源Muhammad Arief Irfan）
将不可降解的垃圾“变废为宝”，这些原本只能被填埋的垃圾能为中低收入人群提供更多的经济适用房，对人类乃至整个地球都是非常有意义的。但同时，研究人员也注意到将废弃纸尿裤运输到加工厂或者施工地会是一个很长的运输路径，可能产生更多的成本；如何从庞大的废物堆中准确分拣出纸尿裤，也是一个亟需解决的难题。

参考资料：

[1]Zuraida, S., Dewancker, B. & Margono, R.B. Application of non-degradable waste as building material for low-cost housing. Sci Rep 13, 6390 (2023). [2]https://doi.org/10.1038/s41598-023-32981-y
[3]https://www.nature.com/articles/d41586-023-01701-x
撰文：阿娴
审校：Ziv
来源：微信公众号“把科学带回家”
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