正經科研 【正經科研】花王紙尿褲，就該拌42號混凝土

上世紀40年代末 一次性尿布剛進入市場 很快便受到了家長們的喜愛 甚至被稱爲有史以來最偉大的發明之一 時至今日 人類每年要使用超過2000億片紙尿布 這些尿布通常會以填埋的方式被處理 直到再沒有可以用來填埋的空間 因爲要降解一次性尿布 大約需要500年 填埋並不是個好辦法 因爲夾雜着屎尿屁 尿布垃圾會造成疾病隱患 回收難度也相當大 爲了不讓我們的地球 在500年後變成一個尿布球 現在 科學家們決心要解決這些垃圾 而他們找到的方法 是用尿布來蓋房 修路 搞建築 各位好 歡迎來到亮子味的頻道 本期正經科研帶大家來看 尿布混凝土這一騷操作 以及口罩跟咖啡渣 爲什麼也能達到同樣的效果 在威爾士西部 有一條耐人尋味的公路 之所以這麼說是因爲 它是用尿布鋪成的 世界上第一條尿布路 在瀝青路面下 10萬片一次性尿布 長眠於此 威爾士人每年大約要產生 1.4億片一次性尿布垃圾 他們不但生產尿布 他們還是尿布的搬運工 這10萬個紙尿布要先處理乾淨 然後切成纖維狀的灰色顆粒 再與瀝青混合攪拌均勻 才能讓工作人員 把這些材料塗抹在道路上 按照研究者的說法 這不僅可以回收尿布 甚至有可能能提升路面的使用壽命 無獨有偶 澳大利亞皇家墨爾本理工大學 也在研究修不尋常的路 只不過他們用的不是尿布 而是口罩 過去幾年 口罩廢棄物的數量急劇增長 達到了每年上萬億個 好在口罩的降解時間 沒有紙尿布那麼久 只需要大約450年 所以 解決口罩垃圾 同樣是個棘手的問題 研究人員發現 在建築石料當中 加入1%處理過的口罩碎片 可以提升瀝青路的強度和延展性 而且 用這種做法 一公里路就能回收300萬個口罩 少處理93噸垃圾 這些垃圾除了可以用來修路 也可以用來蓋樓 美國華盛頓州立大學的團隊 就在研究用口罩蓋房的可行性 他們先把一次性口罩上的 金屬鼻樑條和棉質口罩帶拿掉 然後把剩下的口罩 撕成5到30毫米長的纖維 接下來 研究團隊用氧化石墨烯溶液 處理這些纖維 這會在這些纖維上面 形成一層塗層 增加額外的表面積 這麼做是爲了讓它們 更好地與常用的硅酸鹽水泥結合 處理好之後 這些變大的纖維 就會以0.1%的體積佔比 添加到水泥中 作爲混凝土的粘合劑 這種真的不會塌房嗎 口罩不會影響混凝土的強度嗎 會 太會了 研究團隊測試對比了 口罩纖維增強水泥 和普通硅酸鹽水泥的性能 結果 這些添加了口罩纖維的水泥 變硬了 其中 P裂抗拉強度 是用來衡量混凝土 在受到拉力作用時的 抗拉能力的一個指標 可以反映混凝土結構的 抗拉能力和安全性 數據顯示 這些添加了口罩纖維的水泥 它的P裂抗拉強度 要高出47% 總結這項研究就是 口罩可以極大的提升 建築材料的強度 初步驗證了口罩蓋房的可行性 除了口罩 咖啡渣也可以提升混凝土的強度 澳大利亞皇家墨爾門理工大學的 可以用咖啡渣代替部分 混凝土裏的沙子 咖啡渣作爲一種有機廢料 如果直接加進混凝土裏 會降低混凝土材料的建築強度 而研究團隊的做法是 把咖啡渣丟進350度的熔爐中 在缺氧情況下加熱兩小時 最終得到了類似木炭的生物炭 研究表明 用這種生物炭代替混凝土中 10%的沙子 這樣做成的混凝土磚塊的強度 比傳統磚塊提高了29% 研究人員猜測 這可能是因爲 生物炭的多孔結構可以鎖住水分 從而避免了混凝土內部變得乾燥 而乾燥會導致產生微小裂縫 削弱其結構強度 研究團隊爲什麼要搞咖啡渣呢 咖啡渣雖然不如紙尿布 口罩這些廢物高調 但大小也是種垃圾 人類每年要製造約6000萬噸的咖啡渣 咖啡渣雖然只需要幾年時間就能降解 但是它在填埋之後會分解釋放出甲烷 而甲烷導致的溫室氣體效應 是二氧化碳的21倍 用咖啡渣替代沙子 既可以減少填埋的廢棄物的數量 還可以減少對沙子的需求 降低開採天然沙對環境造成的破壞 不得不說 這個想法簡直是五大狼跨欄 巧爆了 不過這還不是最巧的 此時此刻 讓我們把目光轉向來自日本的選手 他們帶來的提案是 尿布蓋房 乍一聽感覺是有點缺德 所以在介紹這個提案前 有必要讓大家瞭解一下提案的背景 在一些發展中國家 比如印度尼西亞 他們的城市人口不斷增長 由此帶來兩個問題 一是新生人口多 尿布垃圾氾濫成災 有多嚴重呢 一位生物學家曾經站在河邊數尿布 一個小時 他數了176片 印度尼西亞每年大約要產生 60億片一次性尿布垃圾 因爲缺乏垃圾處理設施 這些尿布大部分都扔進了河流和大海 另一個問題是 建築材料是住房建設中的一項重大投入 建築材料匱乏 住房資源緊缺 每年大約有30萬套住房的缺口 研究團隊靈機一動 閣下的兩個問題 固然都很棘手 但正所謂天之道 損有餘而補不足 假如我把尿布拿來做成建築材料 既能降低污染 又能降低建築成本 豈不是兩個問題都解決了 不得不說 這個想法簡直是五大狼又跨來 又巧包了 研究團隊先是把尿布消毒洗淨 然後乾燥粉碎 再把這些碎片 摻入用來製造混凝土的細節料理 研究結果顯示 用於承重牆 橫樑等結構部件的混凝土 一次性尿布材料的佔比 最多隻能到10% 用於非結構部件的混凝土 比如隔斷 鋪路磚 佔比可以高達40% 經過測算 在一套面積爲36平方米的住房中 所需要的建築材料 總量爲22.79立方米 其中一次性尿布佔1.73立方米 佔比7.6% 不過 前面提到的這些方法 除了威爾斯的尿布路 其他的目前都還處於實驗室階段 難道說就沒有一個能打的嗎 有 而且咱們早在上個世紀初就用過了 它雖然不是廢物利用 但也屬於就地取材 物盡其用 上世紀初 廣東有一個醫學院要蓋新樓 但是問題來了 那個年代沒有鋼材 沒辦法做鋼筋混凝土 那怎麼辦呢 經過各方面的計算和驗證 最終在那個鋼材奇缺的年代 他們找到了鋼筋的完美平地 那就是竹子 竹筋混凝土 這個樓質量過硬 如今還在正常使用 它就是中山醫學院本部大樓 現在竹子已經光榮退役了 因爲中國現在不缺鋼了 有個段子是這麼說的 全世界鋼產量前三名 第一名 中國不包括河北省 第二名 河北省不包括唐山市 第三名 唐山市 鋼材缺乏也好 口罩尿布污染也罷 在面對各種困難的時候 人類總能依靠智慧和努力來度過難關 爲了紀念這些美好的品質和努力 此時此刻 我想吟詩一首 人類積攢了幾十年的垃圾 所有的制尿布 一次性口罩 咖啡渣 像是專門爲你們準備的禮物 修路 蓋樓 廢物利用的成果被層層打開 可以盡情地享樂 向你們的專業態度致敬 你們把自己的熱愛 變成了一個和成千上萬的人 如果你們依然需要我們的祝福 那麼 奔湧吧 飛浪 我們在同一個擁擠的地球