مادة البناء المدهشة: قوة فائقة وتكلفة منخفضة وملائمة للبيئة

طور مهندسون في أستراليا مادة بناء مبتكرة تجمع بين الصلابة الكافية لدعم المباني منخفضة الارتفاع، وتتمتع بربع البصمة الكربونية للإسمنت والخرسانة التقليدية. والأهم من ذلك، أنها تتكون فقط من الكرتون والتربة والماء، مما يجعلها خيارًا منخفض التكلفة وقابلًا لإعادة الاستخدام والتدوير.

إعادة التفكير في المخلفات

تشير الإحصاءات إلى أن أكثر من 2.2 مليون طن من الكرتون والورق تُلقى في مكبات النفايات سنويًا في أستراليا. في المقابل، يُعزى إنتاج الإسمنت والخرسانة إلى نحو 8% من الانبعاثات العالمية. من هنا، تظهر الحاجة الملحة إلى ابتكار حلول صديقة للبيئة تسهم في إعادة استخدام الموارد وتخفيف الاعتماد على المواد الملوثة.

مادة “التراب المدكوك المحاط بالكرتون”

المادة الجديدة، التي أطلق عليها الفريق اسم “التراب المدكوك المحاط بالكرتون”، تمثل ثورة في مجال تقنيات البناء. يوضح الدكتور جيامينج ما، أنه في البناء الحديث باستخدام التراب المدكوك، عادةً ما يتم إضافة الإسمنت لتعزيز القوة. لكنهم اكتشفوا أن الجمع بين الكرتون والتربة والماء يكفي لإنتاج جدران متينة بينما تكون التكلفة أقل من ثلث تكلفة الخرسانة التقليدية.

سهولة التصنيع في مواقع البناء

يمكن تصنيع هذه المادة بسهولة في موقع البناء، حيث يتم ضغط خليط التربة والماء داخل قوالب كرتونية، سواء يدويًا أو باستخدام الآلات. يضيف البروفيسور يي مين أنه بدلًا من نقل كميات هائلة من الطوب والخرسانة والفولاذ، يكفي أن يقوم البناؤون بإحضار الكرتون فقط، بينما يتم استخراج باقي المواد من الموقع نفسه. هذا يساعد في تقليل تكاليف النقل ويسهل العملية بشكل كبير.

الفوائد البيئية لهذه التقنية

تشير الأبحاث إلى أن هذه التقنية مثالية للمناطق النائية، مثل المناطق الداخلية في أستراليا، حيث تتوافر التربة الحمراء المناسبة لهذا النوع من البناء. تتسم المباني المُقامة باستخدام التراب المدكوك بقدرتها على تنظيم درجات الحرارة والرطوبة بشكل طبيعي، بسبب الكتلة الحرارية العالية للجدران، مما يقلل الحاجة إلى التبريد الميكانيكي ويساهم في خفض الانبعاثات.

قياس القوة وتطوير المكونات

تعتمد قوة المادة على سماكة الأنابيب الكرتونية المستخدمة، وقد طور الفريق صيغة دقيقة لتقييم هذه القوة والتحكم بها. وفي دراسة أخرى، أثبت الباحثون أن دمج ألياف الكربون مع التراب المدكوك يعزز قوته ليصبح مساويًا للخرسانة عالية الأداء.