تم تطوير مونة مصنوعة من البلاستيك المعاد تدويره وجيل السيليكا الهوائي، والتي تحسن العزل وتقلل من نفايات البلاستيك، من قبل باحثين من جامعة نيوكاسل. يأمل الفريق أن يكون هذا المادة الجديدة في البناء قادرة على تقليل فواتير التدفئة والتبريد مع كونها صديقة للبيئة.
طوّر الفريق خليط المونة الأسمنتية عن طريق استبدال الرمل بجيل السيليكا الهوائي والبلاستيك المعاد تدويره من نوع بيت، حيث أظهروا بعد ذلك تحسنًا في العزل الحراري وكان وزنه أقل. تيعرف الجيل الهوائي بخصائصه العالية في العزل، ويتم استخدامه بشكل متزايد في العزل الحراري، خصوصًا في قطاع البناء وفي الفضاء.
في الدراسة، أظهر الفريق أن خليط المونة الجديد قلّل من فقدان الحرارة بنسبة تصل إلى 55% مقارنةً بالمونة التقليدية، مع الحفاظ على القوة المطلوبة للبناء بالطوب. كما أنه يتوافق مع المعايير الدولية، مما يقدم بديلاً صديقًا للبيئة للبناء الفعال للطاقة والمستدام.
يمكن أن تحسِّن هذا من ممارسات البناء المستدام ويُقلل من فقدان الحرارة في المباني، في المناطق التي تحدث فيها الجسور الحرارية، على سبيل المثال، من خلال الفجوات بين الطوب في الجدران التي تُملأ بالمونة.
قالت البروفيسورة ليديا شيلر، أستاذة علوم النانومتر في كلية الهندسة بجامعة نيوكاسل وواحدة من المؤلفين الرئيسيين للدراسة: “تُظهر هذه الدراسة أن تركيبتنا من نفايات البلاستيك بيت المعاد تدويره يمكن استخدامها لإنتاج مونة قائمة على الأسمنت، وهي وسيلة فعّالة لتقليل تأثيرها على البيئة. أليس رائعًا أن نُقلل من فواتير التدفئة في جميع مبانينا الجديدة وفي الوقت نفسه نقلل بشكل كبير من نفايات البلاستيك في العالم؟”
خليط المونة الجديد
تم اختبار سبع تركيبات مختلفة إلى جانب المونة التقليدية، وقد أثبتت أكثر التركيبات فعالية من المونة الجديدة أنها تتكون من 7% من الجل السيليكي غير المعالج ليحل محل الرمل الطبيعي، مضافاً إليه 3% من بلاستيك (بوليثيلين تيريفثاليت) المعاد تدويره.
جاءت جزيئات بلاستيك بيت المستخدمة في الدراسة من نفايات زجاجات البلاستيك المقطعة وكانت خشنة وغير منتظمة الشكل، وتتراوح أبعادها بين 2.5-3.5 مم. قام العلماء بغسل قطع البلاستيك بالماء بعد التقطيع وتركوا لها لتجف في درجة حرارة الغرفة لمدة 24 ساعة.
حلل الفريق الخصائص الأساسية، مثل زمن التصلب، وسهولة التدفق (وهي مقياس لتحديد قابلية عمل مونة الأسمنت)، والكثافة، والصلابة، والموصلية الحرارية. ساعدت الصيغة الجديدة في تقليل الموصلية الحرارية للمونة بنسبة تصل إلى 55%، مقارنة بعينات المونة القياسية. أضاف كاتب الدراسة الرئيس كانياو ماروف، الحاصل على درجة الدكتوراه، وهو باحث في كلية الهندسة، قائلاً: “تحسين الأداء الحراري للمباني الحجرية من خلال تقليل الطاقة المطلوبة للتسخين والتبريد في المباني لتلبية راحة المستخدمين هو أحد المواضيع الرئيسية التي يتم النظر فيها في قطاع البناء الحديث. في عملنا، كانت تعديل سطح جزيئات هلام السيليكا الهوائي خطوة حاسمة نحو تنفيذ جزيئات جيل السيليكا الهوائي بنجاح داخل الروابط الأسمنتية والبلاستيك .
يهدف العلماء إلى اختبار المزيج الجديد في بيئة عيانية واسعة النطاق. يوضح البروفيسور شيلر، “الآن أصبح من الممكن بلوغ جميع المعايير البريطانية لهذا المونة الحرارية الجديدة المخفّضة التي تحتوي على البلاستيك والأيرو جيل. للخطوة التالية، نرغب في العثور على متعاونين مثل شركة إنشاءات للتقدم بطلب للحصول على تمويل وبناء المنزل باستخدام ‘وصفة’ المونة الخاصة بنا. سيمكننا هذا من تقديم دليل مباشر على المدخرات المحتملة في الطاقة وتقييم الجدوى الاقتصادية لتطبيقات البناء بالطوب.”