پژوهشگران دانشگاه کیتاکیوشو ژاپن در تلاش برای حل دو مشکل زیست‌محیطی به‌طور همزمان، متوجه شده‌اند که بدون کاهش مقاومت، پوشک‌های خردشده را می‌توان به‌جای ۹ تا ۴۰ درصد از ماسه مورد استفاده برای ساخت بتن استفاده کرد.
پوشک‌های یکبار مصرف یکی از منابع رو به افزایش ضایعات غیرقابل‌بازیافت هستند و تولید سیمان مسئول حدود ۷ درصد از انتشار گازهای گلخانه‌ای جهانی است و هر سال حدود ۶۰ میلیارد تن ماسه مصرف می‌کند.
گروهی از پژوهشگران برای نشان دادن این موضوع که چگونه این نوع ضایعات را می‌توان به‌جای دفن کردن در زمین برای ساخت خانه‌های مقرون‌به‌صرفه‌تر در جوامع با درآمد کم و متوسط استفاده کرد، از بتن حاوی پوشک برای ساخت خانه کوچکی در اندونزی استفاده کردند. سیسوانتی زورایدا، مهندس عمران در دانشگاه کیتاکیوشو این پروژه را حین تحصیل در مؤسسه فناوری علوم باندونگ در نزدیکی جاکارتا آغاز کرد.
به‌گزارش نیچر، اگرچه جمعیت کشورهای ثروتمند اغلب در حال ثابت ماندن و کاهش است، جمعیت اندونزی و سایر کشورهای با درآمد پایین و متوسط همچنان رو به افزایش خواهد بود و این امر منجر به نوزادان بیشتر، پوشک بیشتر و تقاضای بیشتر برای مسکن ارزان‌قیمت می‌شود.
پوشک‌های یکبار مصرف معمولاً از خمیر چوب، پنبه و پلیمرهای سوپرجاذب، ساخته می‌شوند که نشان داده شده است مقادیر کم آن‌ها خواص مکانیکی بتن را بهبود می‌بخشد.
زورایدا با حمایت مالی شرکت Awina که در جاکارتا درزمینه‌ی مدیریت زباله فعالیت می‌کند، تصمیم گرفت تا تعیین کند که برای تولید بتن و ملات کاربردی، چه مقدار ماسه را می‌توان با پوشک‌های خردشده جایگزین کرد.
پژوهشگران پوشک‌ها را از منابع محلی تهیه کردند. پس از شستن، خشک کردن و خرد کردن پوشک‌ها، ماده حاصل با سیمان، شن، ماسه و آب ترکیب شد. آن‌ها مخلوط‌های مختلف را آزمایش و تا ۴۰ درصد از ماسه‌ی بتن را با پوشک خردشده جایگزین کردند.
پس از عمل‌آوری به مدت یک ماه، نمونه‌ها برای تعیین نقطه شکست ماده کامپوزیت تحت آزمایش فشار قرار گرفتند. زورایدا و همکارانش حداکثر نسبت ضایعات پوشک را که می‌توانست با استانداردهای مصالح ساختمانی مطابقت داشته باشد، محاسبه کردند.
هرچه ضایعات پوشک در بتن بیشتر باشد، مقاومت فشاری آن کمتر خواهد بود. بنابراین، اجزای سازهای مانند ستون‌ها و تیرها نسبت به عناصر معماری نظیر دیوارها و بلوک‌های بتنی به پوشک خردشده کمتری نیاز داشتند.
پژوهشگران برای نمونه اولیه خانه یک طبقه خود محاسبه کردند که ۲۷ درصد از ماسه را می‌توان با ضایعات پوشک جایگزین کرد. اما اگر خانه سه طبقه بود، این نسبت به ۱۰ درصد کاهش پیدا می‌کرد.
در اجزای معماری، تا ۴۰ درصد از ماسه را می‌توان با ضایعات پوشک جایگزین کرد و بیشترین نسبت در پانل‌های دیوارهای بتنی قابل استفاده است. در کفپوش‌ها و سنگفرش محوطه که به‌منظور رعایت استانداردهای ساختمانی باید مستحکم‌تر باشد، فقط ۹ درصد از ماسه را می‌توان با پوشک جایگزین کرد.
سپس پژوهشگران از بتن حاوی پوشک برای ساخت خانه آزمایشی خود مطابق با استانداردهای ساختمان‌سازی اندونزی استفاده کردند.
خانه آزمایشی آن‌ها کوچک بود. نقشه ساختمان در کل فقط ۳۶ متر مربع یعنی به اندازه حدود ۲٫۵ فضای پارکینگ ماشین بود. پژوهشگران برای سرعت بخشیدن به روند ساخت‌و‌ساز از بتن حاوی پوشک برای اجزای معماری و از تیرهای فلزی برای اجزای سازهای استفاده کردند. برای ساخت خانه، درمجموع حدود ۱٫۷ متر مکعب ضایعات پوشک استفاده شد که تقریباً ۸ درصد از کل حجم مواد ترکیبی را تشکیل می‌داد.
کریستف شروفل، شیمیدانی که در دانشگاه فنی درسدن آلمان روی مصالح ساختمانی پایدار مطالعه می‌کند، هشدار می‌دهد که بردن ضایعات پوشک به کارخانه‌های فرآوری یا مکان‌های ساخت‌و‌ساز می‌تواند مسیرهای طولانی داشته باشد و اگر پژوهشگران بخواهند سازگاری زیست‌محیطی خانه ارزان‌قیمت خود را افزایش دهند، می‌توانند به‌جای بتن، از دیوارهایی استفاده کنند که از مواد ترکیبی مبتنی‌بر چوب ساخته شده است.
زورایدا قبول دارد که جدا کردن پوشک‌ها از ضایعات دیگر چالش‌برانگیزترین بخش کار او برای اجرا در شرایط دنیای واقعی است. در سال ۲۰۲۱، اندونزی ۲۰ میلیون تن زباله تولید کرد که فقط حدود ۱۰ درصد از پلاستیک‌ها بازیافت شدند. زورایدا می‌گوید: «در مدیریت زباله‌های شهری، هیچ سیستم حمایتی برای جداسازی پوشک‌ها وجود ندارد. درحال‌حاضر بطری‌های پلاستیکی جدا می‌شوند، زیرا به‌راحتی قابل بازیافت هستند، اما پوشک‌ها معمولاً همراه ضایعات دیگر سوزانده می‌شوند.»
نتایج یافته‌های پژوهشگران در نشریه ساینتیفیک ریپورتس منتشر شده است.
