建筑行业是塑料消费的第二大行业，占全球能源相关温室气体排放量的三分之一以上。建筑材料的制造过程会污染空气、土地和水。因此，由农业工业废物制成的建筑材料由于其对环境的影响较小而变得越来越有吸引力。
为了开发由通常被认为是废物制成的新一代材料，巴拿马的研究人员现已开发出一种基于稻壳的绝缘材料，并评估了其热性能和机械性能。他们已在《建筑环境前沿》上发表了他们的研究结果。
“在这里，我们证明可以用回收的报纸和稻壳制造替代绝缘材料，”阿苏罗地区中心巴拿马理工大学的研究员、本文的第一作者NacaríMarínCalvo博士说。“与许多天然和回收的隔热材料相比，开发的材料具有具有竞争力的导热性。”
四种成分的食谱
在这项研究进行的巴拿马农村地区，稻壳被认为是农业废物，通常被填埋或焚烧，这使其成为一个重大的环境问题。为了生产混合物，外壳被切碎。然后添加从回收和切碎的报纸中获得的纤维素，然后添加硼砂，这使得混合物能够抵抗真菌并赋予其阻燃特性。所有部件均用胶水粘合。
研究人员测试了不同的材料成分，以验证使用更多或更少稻壳时材料的行为。第一种混合物由14%报纸、9%稻壳、15%硼砂和62%胶水制成。在另外两种组合物中，增加了稻壳的量，同时减少了报纸的量。硼砂和胶水的用量保持不变。“我们发现所有三种组合物的k值、最大应力和抗压强度值的结果相似，”MarínCalvo说。
导热率，通常也称为k值，描述材料导热的能力。值越低意味着该材料更适合绝缘。对于测试的组合物，k值范围在0.0409-0.04607瓦每米开尔文(W/mK)之间。其他天然和回收的绝缘材料的k值范围为0.027至0.1W/m/K。
拉伸强度是材料在断裂前被拉伸或拉动时能够承受的最大应力。测试表明，三种组合物的平均张力最大应力范围为1.31至1.76兆帕(MPa)。帕斯卡是用于测量以90°角施加在物体表面上的力的单位。基于纸板、水泥和沙子的材料具有相似的拉伸强度值。
获得的抗压强度值在20.19至21.23MPa之间。抗压强度描述了材料承受推在一起的能力。获得的值使研究人员能够验证在建筑应用中使用开发的材料的可能性。
研究人员指出，未来需要更多的研究来确认这种材料的隔热性能，以及它如何应对与巴拿马高湿度不同的气候。“作为未来研究的一部分，我们正在评估所开发材料在环境控制条件下的降解情况，”马林·卡尔沃说。
进一步的研究还可能包括其他配置，例如添加指向一个方向的长纤维以增强材料在张力下的行为。“我们可以得出结论，该材料还可以用于各种工程领域，包括轻质部件、建筑面板和可持续包装的生产，”马林·卡尔沃总结道。