שתפו‬        

עלינה פישמן

מה קורה כשבטון ופלסטיק נפגשים?

חוקרים ב-MIT מצאו דרך לחזק בטון באמצעות בקבוקי פלסטיק וכך להפחית באופן משמעותי את הפגיעה שלו בסביבה

23 בדצמבר 2017



פלסטיק ובטון הם שני חומרים שבלעדיהם ספק אם העולם המודרני היה מתקיים כפי שאנו מכירים אותו כיום. שניהם גם מהווים מקור לפליטת גזי חממה בעת תהליך הייצור שלהם, מה שהופך את שניהם למאוד לא-ידידותיים לסביבה. עם זאת, יכול להיות שכל זה עתיד להשתנות: במסגרת מחקר שנערך לאחרונה על ידי סטודנטים מהמכון הטכנולוגי של מסצ'וסטס (MIT) פותחה שיטה לשילוב שני החומרים אלה יחד, ליצירת מוצר ידידותי יותר לסביבה. מתברר כי על ידי החלפת כמויות קטנות של בטון בפלסטיק ממוחזר, יפחת המחיר שגובה תעשיית הבטון מהסביבה.

אתר בנייה. תצלום: Ricardo Gomez Angel, unsplash

בטון הוא מוצר הצריכה השני הנפוץ ביותר בעולם אחרי מים. השימוש ההולך וגובר בבטון אמנם אפשר את הגידול האדיר בענף הבנייה בעשרות השנים האחרונות, אך הוא מביא לצדו גם בעיות בטיחותיות ובריאותיות שונות, ולצד זאת גם זיהום רב שנגרם בתהליך הייצור שלו, שאחראי על לא פחות מ-5 אחוזים מסך פליטות הפחמן הדו-חמצני שנגרמות על ידי האדם.

לדברי הילה ביניש, מנכ"לית המועצה הישראלית לבנייה ירוקה, "בטון הוא אכן אחד מחומרי הגלם הנפוצים לבנייה בעולם ובישראל". עם זאת היא מציינת כי "לצד יתרונותיו הרבים מאוד בתהליך הבנייה עצמו בשל חוזקו ועמידותו, יש לבטון השפעות סביבתיות רבות ביצירת פליטות גזי חממה ובפגיעה בסביבה הטבעית דרך חציבה ועוד".

"חשוב שהתעשייה תביט על החומר ברמת ניתוח מחזור חיים", היא מוסיפה, "כלומר – האם ניתן להפוך את הפקתו למזיקה פחות? כיצד הבטון משרת את המבנה, האם הוא מסייע לבידוד (תרמי ואקוסטי), האם הוא לא מונע שימוש מגוון בבניין? ולבסוף – סיום חייו – כאשר הבניין נהרס, מה עושים עם פסולת הבטון? התשובות לשאלות הללו הן אלו שמשנות את היחס לבטון".

 

כעת, קבוצת סטודנטים מ-MIT מצאה פתרון שיוכל להפחית את ההשפעה הסביבתית של ייצור הבטון. הקבוצה פיתחה שיטה חדשה לייצור בטון תעשייתי חזק יותר וידידותי יותר לסביבה, כשהמרכיב הסודי בבטון הידידותי לסביבה הוא למרבה ההפתעה חומר שכלל אינו ידידותי לסביבה – פלסטיק.

השיטה החדשה שפותחה ב-MIT מאפשרת יצירת בטון החזק עד 15 אחוז יותר מבטון רגיל, ובתוצריה ניתן להשתמש בבנייה של בתים, בניינים ושאר תשתיות כמו כבישים ומדרכות.

עד כה צוות המחקר הצליח לקבוע כי החלפת 1.5 אחוזים של בטון בפלסטיק ממוחזר שעבר טיפול מתאים, משפרת את חוזק התערובת. החוקרים ציינו כי למרות שזה לא נשמע הרבה, הרי שדי בכך כדי שתהיה השפעה משמעותית אם זה ייושם ברמה עולמית.

לבנים מחוזקות בפלסטיק

הפלסטיק ששולב בתערובת הבטון החדשה מגיע מבקבוקי שתייה משומשים, שרוסקו לכדי פתיתים דקים, ואז נחשפו לקרינת גמא בכמויות קטנות. אחר כך הם נכתשו לאבקה דקה, עורבבו עם אפר פחם וחלקיקי מיקרו-סיליקה ואז התווספו לתערובת הבטון לצורך חיזוקו.

החוקרים גילו כי חשיפת הפלסטיק לכמויות מדודות של קרינת גמא גרמה לשינוי במבנה הגבישי של החומר, מה שגרם לפלסטיק להיות חזק יותר, קשיח יותר ועמיד יותר. לכן, הוספת הפלסטיק שהוקרן בקרינת גמא לתערובת הבטון יצר תערובת דחוסה יותר, מה שתרם להיותה חזקה יותר.

הדמיה של החומר החדש. תצלום: MIT

החוקרים הבחינו שככל שעוצמת המינון של קרינת הגמא גבוהה יותר, כך חוזקה של תערובת הבטון גדל. אולם, החוקרים טוענים כי יש צורך במחקרים נוספים שימצאו את היחס הנכון של התערובת כדי לקבל את התוצאות היעילות ביותר. חשוב לציין שחשיפת הפלסטיק לקרינת גמא אינה הופכת אותו לרדיואקטיבי, זאת משום שהקרנתו בקרינת גמא אינה משאירה עקבות קרינה בתוצר הסופי. עם זאת, אפר הפחם שהוכנס לתערובת – שהוא תוצר של שריפת פחם בתחנות כוח – הנו מזהם סביבתי המכיל מתכות כבדות וכן מספר יסודות רדיואקטיביים. אמנם השימוש בו בבטון נפוץ בעולם ובישראל ונחשב בטוח, אך הפתרון הטוב ביותר לטיפול בו הוא מניעת היווצרותו מלכתחילה באמצעות הפסקת השימוש בפחם בתחנות כוח ומעבר לשימוש בגז טבעי ואנרגיות מתחדשות.

מרבית הפלסטיק שנעשה בו שימוש בתהליך זה לרוב מסיים את חייו במזבלות או במטמנות, וכך מזהם את הקרקע, הים ושאר מקורות המים. למרות שקיימות שיטות המאפשרות מיחזור של פלסטיק, רק כמות קטנה מתוך פסולת הפלסטיק אכן ממוחזרת, וגם היא לרוב בתהליכים התורמים לפליטות הפחמן לאטמוספירה. מכאן שהשיטה החדשה שפותחה, עשויה למנוע ממיליוני בקבוקי פלסטיק לסיים את חייהן במטמנות.

ביניש אף היא תומכת ברעיון של שימוש בפלסטיק לייצור בטון. "תשתית איסוף הבקבוקים כבר קיימת, ושימוש בהם בתור מרכיב בבניין הינו רעיון טוב שיש לבחון אותו על כל ההיבטים", היא אומרת. עם זאת, היא מוסיפה סייג, ומזהירה ש"יש לוודא שהפלסטיק אכן משרת את המבנה ולא גורם לאתגרים קונסטרוקטיביים או בריאותיים אחרים שכרגע אינם ידועים".

בונים עולם ירוק יותר

בדומה לקבוצה ב-MIT, חברת ByFusion האמריקאית חקרה אף היא דרכים ליצירת בטון ידידותי יותר לסביבה, ומצאה שהפתרון הוא שימוש בפלסטיק. החברה טוענת שייצור לבנים מפלסטיק לענף הבנייה מפחית את פליטת הפחמן ב-95 אחוז בהשוואה לייצור בטון רגיל. היות והפלסטיק שממנו מיוצרות הלבנים, דמויות לבני לגו, הוא בעצם פלסטיק שנזרק לאשפה, בחברה מקווים שבאמצעות שימוש בפלסטיק ליצירת לבנים ניתן יהיה להפחית את היקף זיהום הפלסטיק.

אתר בנייה. תצלום: 贝莉儿 NG, unsplash

ומה המצב בישראל? לדברי ביניש, מתחילת הקמתה של מדינת ישראל שימש הבטון כאחד מחומרי הבנייה העיקריים. "קיימות טכנולוגיות אחרות הנסמכות על פלדה, אבל עדיין ברוב המבנים בישראל הבטון הוא מרכיב המהווה את חומר הבנייה העיקרי", היא מוסיפה.

ביניש מציינת גם כי "בישראל, שבה יש 2 מיליון יחידות דיור, ועד 2030 יצטרפו עוד מיליון – השימוש המאסיבי בבטון הוא כנראה בלתי נמנע, אך עלינו לוודא שהוא סביבתי ואחראי ככל האפשר. המועצה הישראלית לבנייה ירוקה מעודדת חלופות, שיטות חדשות, חומרים חדשים וכל רעיון חדשני שיכול לייעל את ענף הבנייה מבחינת שימוש בחומרים ולהפחית את הנזק הסביבתי".

לצורך כך הקימה המועצה הישראלית לבנייה ירוקה קטלוג מוצרים לבנייה ידידותית יותר לסביבה. "זוהי ספריית חומרים מתעדכנת, שאליה נכנסים חינם, ללא עלות, מוצרים בעלי ערך סביבתי. אנחנו מקיימים דיאלוג בלתי פוסק עם יצרנים ויבואנים במטרה להגדיל את ההיצע ומצד שני עם אדריכלים ויזמים במטרה להגדיל את הביקוש", מסכמת ביניש.


בעקבות הכתבה ב"זווית" הסיפור פורסם גם ב-ynet

שתפו‬