آجرپلاستیکی

فناوری‌های نوینی در سال‌های اخیر توسعه یافته‌اند که از پلاستیک‌های بازیافتی برای ساخت مصالح ساختمانی مقاوم ( آجر پلاستیکی )استفاده می‌کنند.

چگونه از زباله پلاستیک آجر ساخته می‌شود؟

جمع‌آوری و مرتب‌سازی: زباله‌های پلاستیکی (مانند بطری‌های PET، کیسه‌های پلاستیکی و سایر پلاستیک‌های غیرقابل بازیافت) جمع‌آوری و بر اساس نوع پلاستیک دسته‌بندی می‌شوند.

خُرد کردن و ذوب: پلاستیک‌ها خُرد شده و سپس ذوب می‌شوند تا به شکل خمیری یا مذاب درآیند.

ترکیب با مواد دیگر: پلاستیک مذاب معمولاً با موادی مثل شن، خاک یا سایر افزودنی‌ها مخلوط می‌شود تا استحکام و پایداری افزایش یابد. نسبت مخلوط بستگی به نوع محصول نهایی دارد.

قالب‌گیری و فشرده‌سازی: مخلوط به‌دست‌آمده در قالب‌های مخصوص ریخته شده و تحت فشار و دمای بالا فشرده می‌شود تا آجرهایی با شکل و استحکام دلخواه تولید شود.

خنک‌سازی و تکمیل: آجرها پس از خنک شدن آماده استفاده در ساخت‌وساز هستند.

ویژگی‌های آجر پلاستیکی

استحکام بالا: این آجرها می‌توانند تا چندین برابر مقاوم‌تر از آجرهای سنتی (مثل آجرهای سفالی) باشند. برخی آزمایش‌ها نشان داده‌اند که آجرهای پلاستیکی می‌توانند تا ۵ برابر قوی‌تر باشند.

وزن سبک: معمولاً سبک‌تر از آجرهای بتنی یا سفالی هستند، که حمل‌ونقل و استفاده از آن‌ها را آسان‌تر می‌کند.

مقاومت در برابر رطوبت و مواد شیمیایی: پلاستیک ذاتاً در برابر آب، رطوبت و برخی مواد شیمیایی مقاوم است، بنابراین این آجرها برای مناطق مرطوب یا محیط‌های خاص مناسب‌اند.

پایداری محیط‌زیستی: استفاده از زباله‌های پلاستیکی به کاهش آلودگی محیط‌زیست و حجم زباله‌ها کمک می‌کند.

نمونه‌های واقعی آجر پلاستیکی

شرکت Gjenge Makers در کنیا: این شرکت آجرهایی از پلاستیک بازیافتی تولید می‌کند که از آجرهای بتنی قوی‌تر و ارزان‌تر هستند. این آجرها در ساخت خانه، مدرسه و حتی پیاده‌روها استفاده شده‌اند.

EcoBricks: پروژه‌های جهانی که از بطری‌های پلاستیکی پرشده با زباله‌های پلاستیکی غیرقابل بازیافت برای ساخت سازه‌های مقاوم استفاده می‌کنند.

تحقیقات در هند و آفریقا: در این مناطق، پلاستیک‌های بازیافتی با شن ترکیب شده و آجرهایی با مقاومت بالا برای ساخت جاده و خانه تولید می‌شوند.

چالش‌های تولید آجر پلاستیکی

هزینه اولیه: راه‌اندازی کارخانه‌های تولید این آجرها ممکن است نیاز به سرمایه‌گذاری اولیه داشته باشد.

مدیریت گازهای سمی: در فرآیند ذوب پلاستیک، باید مراقب انتشار گازهای مضر بود و از فناوری‌های مناسب برای کاهش آلودگی استفاده کرد.

پذیرش عمومی: در برخی مناطق، استفاده از مصالح غیرسنتی ممکن است با مقاومت فرهنگی یا صنعتی مواجه شود.

فرآیند دقیق تولید آجر پلاستیکی

ساخت آجر از زباله‌های پلاستیکی فرآیندی چندمرحله‌ای است که بسته به فناوری و شرکت تولیدکننده ممکن است کمی متفاوت باشد. مراحل اصلی عبارتند از:

جمع‌آوری زباله‌های پلاستیکی: انواع پلاستیک‌ها (مانند پلی‌اتیلن ترفتالات (PET)، پلی‌اتیلن با چگالی بالا (HDPE)، پلی‌اتیلن با چگالی پایین (LDPE) و پلی‌پروپیلن (PP)) از زباله‌های شهری جمع‌آوری می‌شوند. این پلاستیک‌ها اغلب غیرقابل بازیافت در روش‌های سنتی هستند.

شست‌وشو و تمیزکاری: پلاستیک‌ها شسته می‌شوند تا آلودگی‌ها، برچسب‌ها و باقی‌مانده مواد غذایی حذف شوند. این مرحله برای اطمینان از کیفیت محصول نهایی ضروری است.

خرد کردن و آسیاب: پلاستیک‌ها به قطعات کوچک یا پودر تبدیل می‌شوند. این کار باعث می‌شود ذوب و ترکیب آن‌ها راحت‌تر باشد.

ذوب و مخلوط‌سازی: پلاستیک‌های خردشده در دمای مشخص (معمولاً بین 150 تا 300 درجه سانتی‌گراد، بسته به نوع پلاستیک) ذوب می‌شوند. در برخی روش‌ها، مواد افزودنی مانند شن، خاک رس، یا فیبرهای تقویت‌کننده به مخلوط اضافه می‌شود تا استحکام و پایداری آجر افزایش یابد. نسبت پلاستیک به مواد دیگر معمولاً بین 60:40 تا 80:20 است.

قالب‌گیری: مخلوط مذاب در قالب‌های مخصوص ریخته شده و تحت فشار بالا (گاهی با استفاده از پرس هیدرولیک) فشرده می‌شود تا شکل آجر به خود بگیرد.

خنک‌سازی و سخت شدن: آجرها پس از قالب‌گیری خنک شده و برای استفاده آماده می‌شوند. برخی فرآیندها شامل افزودن لایه‌های محافظ یا مواد ضدحریق هستند.

انواع آجر پلاستیکی

آجرهای تمام پلاستیکی: این آجرها عمدتاً از پلاستیک بازیافتی ساخته می‌شوند و برای کاربردهای سبک‌تر مناسب‌اند.

آجرهای کامپوزیتی: ترکیبی از پلاستیک و مواد دیگر (مانند شن یا سیمان) که استحکام بیشتری دارند و برای ساخت‌وسازهای سنگین‌تر استفاده می‌شوند.

اکوبریک‌ها (EcoBricks): بطری‌های پلاستیکی پرشده با زباله‌های پلاستیکی غیرقابل بازیافت که به‌عنوان واحدهای ساختمانی استفاده می‌شوند.

مزایای آچر پلاستیکی

استحکام و دوام: آزمایش‌ها نشان داده‌اند که آجرهای پلاستیکی می‌توانند تا 5-7 برابر مقاوم‌تر از آجرهای سفالی سنتی باشند. برای مثال، آجرهای تولیدشده توسط Gjenge Makers در کنیا می‌توانند تا 20 مگاپاسکال فشار را تحمل کنند.

سبک‌وزن: این آجرها معمولاً 20 تا 30٪ سبک‌تر از آجرهای بتنی هستند، که هزینه‌های حمل‌ونقل و نصب را کاهش می‌دهد.

مقاومت در برابر عوامل محیطی: این آجرها ضدآب، مقاوم در برابر خوردگی شیمیایی و حتی مقاوم در برابر زلزله هستند، زیرا انعطاف‌پذیری پلاستیک باعث جذب بهتر شوک‌ها می‌شود.

هزینه پایین: استفاده از زباله‌های پلاستیکی به‌عنوان ماده اولیه هزینه تولید را کاهش می‌دهد. در برخی موارد، این آجرها تا 50٪ ارزان‌تر از آجرهای سنتی هستند.

تأثیر مثبت زیست‌محیطی: هر آجر می‌تواند صدها کیلوگرم پلاستیک را از محیط‌زیست حذف کند. برای مثال، هر آجر تولیدی در Gjenge Makers حدود 1.5 کیلوگرم پلاستیک بازیافتی مصرف می‌کند.

عایق حرارتی و صوتی: پلاستیک خاصیت عایق خوبی دارد، که این آجرها را برای مناطق گرم یا پر سر و صدا مناسب می‌کند.

معایب و چالش‌های تولید آجر پلاستیکی

انتشار گازهای سمی: ذوب پلاستیک‌ها می‌تواند گازهای مضری مانند دیوکسین‌ها آزاد کند. برای حل این مشکل، باید از سیستم‌های تهویه پیشرفته و فناوری‌های فیلتراسیون استفاده شود.

محدودیت‌های دمایی: آجرهای پلاستیکی ممکن است در دماهای بسیار بالا (مثل آتش‌سوزی) ذوب شوند، مگر اینکه افزودنی‌های ضدحریق به آن‌ها اضافه شود.

پذیرش بازار: در برخی کشورها، به دلیل عدم آشنایی با این مصالح، پیمانکاران و مشتریان ممکن است به استفاده از آجرهای سنتی تمایل بیشتری داشته باشند.

نیاز به تجهیزات تخصصی: تولید این آجرها نیازمند ماشین‌آلات خاصی است که ممکن است در مناطق محروم در دسترس نباشد.

کاربردهای آجر پلاستیکی

آجرهای پلاستیکی در زمینه‌های مختلفی استفاده می‌شوند:

ساختمان‌سازی: برای دیوارها، کف‌پوش‌ها و حتی سازه‌های کم‌ارتفاع.

زیرساخت‌های شهری: مانند پیاده‌روها، جاده‌های کم‌ترافیک و دیوارهای حائل.

پروژه‌های بشردوستانه: در مناطق فقیرنشین یا پس از بلایای طبیعی، این آجرها به دلیل ارزانی و سرعت تولید برای ساخت پناهگاه‌های موقت استفاده می‌شوند.

دکوراسیون و مبلمان شهری: برخی شرکت‌ها از این مواد برای ساخت نیمکت، بلوک‌های تزئینی یا حتی موانع خیابانی استفاده می‌کنند.

نمونه‌های موفق در جهان

Gjenge Makers (کنیا): این شرکت سالانه صدها تن زباله پلاستیکی را بازیافت کرده و آجرهایی تولید می‌کند که در ساخت مدارس، بیمارستان‌ها و خانه‌ها استفاده می‌شوند. آجرهای آن‌ها سبک، مقاوم و ارزان هستند.

Conceptos Plásticos (کلمبیا): این شرکت بلوک‌های ساختمانی شبیه لگو از پلاستیک بازیافتی تولید می‌کند که به‌راحتی سرهم‌بندی می‌شوند و برای ساخت خانه‌های مقرون‌به‌صرفه استفاده می‌شوند.

The Plastic Brick Project (هند): در هند، پلاستیک‌های غیرقابل بازیافت با شن ترکیب شده و آجرهایی برای جاده‌سازی و ساخت‌وساز تولید می‌شوند. این پروژه به کاهش آلودگی پلاستیکی در رودخانه‌ها و اقیانوس‌ها کمک کرده است.

EcoDomum (مکزیک): این شرکت خانه‌هایی کاملاً از پلاستیک بازیافتی می‌سازد و توانسته صدها خانه ارزان‌قیمت برای خانواده‌های کم‌درآمد فراهم کند.

پتانسیل در ایران

با توجه به حجم بالای تولید زباله‌های پلاستیکی در ایران (حدود 3 میلیون تن در سال) و نیاز به مصالح ساختمانی ارزان و پایدار، این فناوری می‌تواند بسیار مفید باشد. مناطق زلزله‌خیز ایران می‌توانند از آجرهای پلاستیکی به دلیل وزن سبک و انعطاف‌پذیری بهره ببرند. با این حال، نیاز به سرمایه‌گذاری در زیرساخت‌های بازیافت و تولید، آموزش نیروی کار و ایجاد استانداردهای ساختمانی برای این مصالح وجود دارد.

آینده فناوری تولید آجر پلاستیکی

نوآوری در مواد: محققان در حال توسعه افزودنی‌هایی هستند که مقاومت آجرهای پلاستیکی در برابر آتش و اشعه UV را افزایش می‌دهند.

گسترش جهانی: با افزایش آگاهی از مشکلات زیست‌محیطی پلاستیک، دولت‌ها و شرکت‌ها در حال سرمایه‌گذاری روی این فناوری هستند.

استانداردسازی: سازمان‌های بین‌المللی در حال تدوین استانداردهایی برای استفاده از این آجرها در ساخت‌وساز هستند تا پذیرش آن‌ها افزایش یابد.

استحکام و دوام

آجرهای پلاستیکی:

استحکام: آجرهای پلاستیکی (به‌ویژه نوع کامپوزیتی که با شن یا مواد دیگر مخلوط می‌شوند) می‌توانند بسیار مقاوم باشند. برای مثال، آجرهای تولیدشده توسط Gjenge Makers در کنیا تا 20 مگاپاسکال فشار را تحمل می‌کنند، که 5تا 7 برابر مقاوم‌تر از آجرهای سفالی معمولی است.

دوام: به دلیل استفاده از پلاستیک، این آجرها در برابر ترک‌خوردن و سایش مقاوم‌تر هستند. انعطاف‌پذیری پلاستیک باعث می‌شود در برابر زلزله یا ضربه عملکرد بهتری داشته باشند.

آجرهای معمولی:

استحکام: آجرهای سفالی معمولاً مقاومت فشاری بین 3-10 مگاپاسکال دارند. آجرهای بتنی می‌توانند تا 15-20 مگاپاسکال مقاومت داشته باشند، اما همچنان ممکن است از آجرهای پلاستیکی ضعیف‌تر باشند.

دوام: آجرهای سفالی و گلی در برابر رطوبت و تغییرات دمایی آسیب‌پذیرترند و ممکن است ترک بخورند یا خرد شوند. آجرهای بتنی دوام بیشتری دارند اما همچنان در برابر مواد شیمیایی ضعیف‌تر از پلاستیک هستند.

برنده: آجر پلاستیکی به دلیل استحکام بالاتر و انعطاف‌پذیری در برابر شوک‌های فیزیکی.

وزن

آجرهای پلاستیکی:

سبک‌تر از آجرهای معمولی هستند (20 تا 30٪ سبک‌تر از آجرهای بتنی). برای مثال، یک آجر پلاستیکی استاندارد ممکن است 1 تا 1.5 کیلوگرم وزن داشته باشد.

وزن سبک باعث کاهش هزینه‌های حمل‌ونقل و سهولت در نصب می‌شود.

آجرهای معمولی:

آجرهای سفالی و گلی معمولاً 2تا 3 کیلوگرم وزن دارند. آجرهای بتنی سنگین‌ترند و ممکن است تا 4تا 5 کیلوگرم وزن داشته باشند.

وزن بالا باعث افزایش هزینه‌های حمل‌ونقل و نیاز به نیروی کار بیشتر در ساخت‌وساز می‌شود.

برنده: آجر پلاستیکی به دلیل وزن سبک‌تر.

مقاومت در برابر عوامل محیطی

آجرهای پلاستیکی:

ضدآب: پلاستیک ذاتاً در برابر رطوبت مقاوم است، بنابراین این آجرها برای مناطق مرطوب یا سیل‌خیز ایده‌آل‌اند.

مقاومت شیمیایی: در برابر اسیدها، قلیاها و سایر مواد شیمیایی مقاوم‌اند.

مقاومت در برابر UV: با افزودن مواد محافظ، می‌توانند در برابر اشعه ماوراءبنفش مقاوم شوند.

ضعف در برابر آتش: پلاستیک در دماهای بالا (مثل آتش‌سوزی) ممکن است ذوب شود، مگر اینکه افزودنی‌های ضدحریق استفاده شود.

آجرهای معمولی:

آجرهای سفالی و گلی: در برابر رطوبت آسیب‌پذیرند و ممکن است در طولانی‌مدت فرسوده شوند یا ترک بخورند. برای مناطق مرطوب نیاز به پوشش ضدآب دارند.

آجرهای بتنی: مقاومت بهتری در برابر رطوبت دارند اما همچنان در برابر مواد شیمیایی ضعیف‌تر از پلاستیک هستند.

مقاومت در برابر آتش: آجرهای سفالی و بتنی مقاومت خوبی در برابر آتش دارند و ذوب نمی‌شوند.

برنده: آجر پلاستیکی برای مقاومت در برابر رطوبت و مواد شیمیایی، اما آجرهای معمولی برای مقاومت در برابر آتش.

هزینه تولید و دسترسی

آجرهای پلاستیکی:

هزینه تولید: استفاده از زباله‌های پلاستیکی (که اغلب رایگان یا ارزان هستند) هزینه مواد اولیه را کاهش می‌دهد. با این حال، نیاز به تجهیزات تخصصی (مانند دستگاه‌های ذوب و پرس) ممکن است هزینه اولیه را افزایش دهد.

قیمت نهایی: در بسیاری از موارد، آجرهای پلاستیکی تا 50٪ ارزان‌تر از آجرهای بتنی یا سفالی هستند. برای مثال، در کنیا، هر آجر پلاستیکی حدود 0.5 دلار قیمت دارد.

دسترسی: تولید این آجرها به زیرساخت‌های بازیافت و فناوری وابسته است، که ممکن است در برخی مناطق محدود باشد.

آجرهای معمولی:

هزینه تولید: آجرهای سفالی و گلی نیاز به خاک رس و پخت در کوره دارند، که انرژی‌بر و گران است. آجرهای بتنی به سیمان نیاز دارند که ماده‌ای پرهزینه است.

قیمت نهایی: قیمت آجرهای سفالی در ایران ممکن است بین 1000 تا 5000 تومان به ازای هر آجر باشد (بسته به کیفیت و منطقه). آجرهای بتنی معمولاً گران‌ترند.

دسترسی: آجرهای معمولی در اکثر مناطق به‌راحتی در دسترس‌اند و نیازی به فناوری پیشرفته ندارند.

برنده: آجر پلاستیکی در مناطق با زیرساخت مناسب به دلیل هزینه کمتر، اما آجرهای معمولی در دسترسی گسترده‌تر.

پایداری زیست‌محیطی

آجرهای پلاستیکی:

مزیت بزرگ: استفاده از زباله‌های پلاستیکی به کاهش آلودگی محیط‌زیست کمک می‌کند. هر آجر می‌تواند 1تا 2 کیلوگرم پلاستیک را از محیط حذف کند.

چالش: فرآیند ذوب پلاستیک ممکن است گازهای سمی تولید کند، که نیاز به سیستم‌های فیلتراسیون پیشرفته دارد.

آجرهای معمولی:

آجرهای سفالی و گلی: تولید آن‌ها نیاز به استخراج خاک رس و پخت در کوره‌های با دمای بالا (1000-1200 درجه سانتی‌گراد) دارد، که انرژی زیادی مصرف کرده و گازهای گلخانه‌ای تولید می‌کند.

آجرهای بتنی: تولید سیمان یکی از آلاینده‌ترین صنایع است و CO2 زیادی منتشر می‌کند.

تأثیر زیست‌محیطی: آجرهای معمولی منابع طبیعی را مصرف کرده و بازیافت آن‌ها دشوار است.

برنده: آجر پلاستیکی به دلیل بازیافت زباله و کاهش آلودگی.

کاربردها

آجرهای پلاستیکی:مناسب برای ساخت خانه‌های کم‌هزینه، پناهگاه‌های موقت، پیاده‌روها، دیوارهای غیرباربر و حتی مبلمان شهری. به دلیل وزن سبک و انعطاف‌پذیری، برای مناطق زلزله‌خیز یا پروژه‌های سریع‌الاجرا مناسب‌اند. محدودیت: برای سازه‌های بلند یا در معرض آتش‌سوزی، نیاز به افزودنی‌های خاص یا طراحی ویژه دارند.

آجرهای معمولی:

آجرهای سفالی و گلی برای دیوارهای باربر، نمای ساختمان و سازه‌های سنتی مناسب‌اند. آجرهای بتنی برای سازه‌های سنگین‌تر و زیرساخت‌های شهری (مانند پل‌ها و دیوارهای حائل) استفاده می‌شوند.

محدودیت: وزن بالا و شکنندگی در برابر زلزله یا رطوبت در برخی موارد.

برنده: بستگی به کاربرد دارد؛ آجر پلاستیکی برای پروژه‌های سبک و پایدار، آجرهای معمولی برای سازه‌های سنگین و سنتی.

عایق‌بندی (حرارتی و صوتی)

آجر پلاستیکی :به دلیل خاصیت پلاستیک، عایق حرارتی و صوتی بهتری دارند. این ویژگی آن‌ها را برای مناطق گرم یا پر سر و صدا مناسب می‌کند.

آجرهای معمولی:آجرهای سفالی عایق حرارتی متوسطی دارند اما در برابر صوت ضعیف‌ترند. آجرهای بتنی عایق صوتی بهتری دارند اما همچنان از پلاستیک ضعیف‌ترند.

برنده: آجر پلاستیکی

پذیرش و استانداردسازی آجر پلاستیکی

آجر پلاستیکی:به دلیل نوظهور بودن، هنوز در بسیاری از کشورها استانداردهای ساختمانی کاملی برای آن‌ها تدوین نشده است.پذیرش عمومی ممکن است به دلیل عدم آشنایی یا نگرانی از دوام در برابر آتش محدود باشد.

آجرهای معمولی:کاملاً استانداردشده و مورد پذیرش جهانی هستند. در اکثر کشورها، استانداردهای ساختمانی برای آجرهای سفالی و بتنی وجود دارد.به دلیل قدمت و استفاده گسترده، اعتماد عمومی به این مصالح بیشتر است.

برنده: آجرهای معمولی.

جدول مقایسه آجرپلاستیکی و معمولی

معیار	آجرهای پلاستیکی	آجرهای معمولی (سفالی/بتنی)
استحکام	بسیار بالا (تا 20 مگاپاسکال)	متوسط تا بالا (3تا 20 مگاپاسکال)
وزن	سبک (1 تا 1.5 کیلوگرم)	سنگین (2تا5 کیلوگرم)
مقاومت محیطی	عالی در برابر رطوبت و مواد شیمیایی، ضعیف در برابر آتش	خوب در برابر آتش، ضعیف در برابر رطوبت
هزینه	ارزان‌تر (در صورت زیرساخت مناسب)	گران‌تر (به‌ویژه بتنی)
پایداری زیست‌محیطی	بسیار خوب (بازیافت زباله)	ضعیف (مصرف منابع و انرژی)
عایق‌بندی	عالی (حرارتی و صوتی)	متوسط
کاربرد	پروژه‌های سبک و پایدار	سازه‌های سنگین و سنتی
پذیرش عمومی	محدود (در حال گسترش)	گسترده و استاندارد

نتیجه‌گیری

آجر پلاستیکی برای پروژه‌های پایدار، مناطق زلزله‌خیز، محیط‌های مرطوب و ساخت‌وسازهای کم‌هزینه (مانند خانه‌های مقرون‌به‌صرفه یا پناهگاه‌های موقت) مناسب‌ترند. همچنین، از نظر زیست‌محیطی مزیت بزرگی دارند.

آجرهای معمولی برای سازه‌های سنگین، پروژه‌های سنتی و مناطقی که نیاز به مقاومت در برابر آتش یا استانداردهای ساختمانی تأییدشده دارند، مناسب‌ترند.

اگر در ایران بخواهید از این آجرها استفاده کنید، آجر پلاستیکی می‌تواند برای مناطق با زباله پلاستیکی فراوان (مانند شهرهای بزرگ یا مناطق ساحلی) و پروژه‌های بازسازی پس از زلزله بسیار کاربردی باشد. با این حال، برای پذیرش گسترده‌تر، نیاز به استانداردسازی و آموزش است.

ساخت آجرهای محکم از زباله‌های پلاستیکی نه‌تنها ممکن است، بلکه در بسیاری از نقاط جهان با موفقیت انجام شده است. این روش هم به حل مشکل زباله‌های پلاستیکی کمک می‌کند و هم مصالح ساختمانی پایدار و مقرون‌به‌صرفه‌ای تولید می‌کند. اگر قصد دارید در این زمینه فعالیت کنید، مطالعه فناوری‌های موجود و مشاوره با متخصصان مواد و بازیافت می‌تواند نقطه شروع خوبی باشد.

روش ساخت آچر پلاستیکی