استفاده از ضایعات پروش قارچ به عنوان مصالح ساختمانی

استفاده از ضایعات پروش قارچ به عنوان مصالح ساختمانی، بر اساس نتایج یک مطالعه علمی که به تازگی منتشر شده است با استفاده از مواد استفاده شده در صنعت پرورش قارچ (ضایعات)، می توان آجرهای سبک وزی ساخت که عایق حرارتی نیز می باشند. این مطالعه پتانسیل ساخت آجرهای سبک وزن را از طریق استفاده از بلوک های کمپوست مصرف شده پس از برداشت قارچ (SMM) که خشک شده و پودر میشود، به عنوان عایق حرارتی بررسی می کند و نشان می دهد که محصولات جانبی صنعت پرورش قارچ می توانند موجی نو در زمینه ساخت و ساز ایجاد کنند و راه حلی غیرمنتظره برای بهره وری انرژی در تولید آجر ارائه دهند.

میدانیم که مقادیر زیادی از مواد خام در صنعت آجر مصرف می شود و به دلیل بهره برداری بیش از حد از منابع طبیعی متعدد، کمبود منابع طبیعی در جهان برای ساخت آجرهای معمولی وجود دارد. برای غلبه بر این چالش، تلاش‌های متعددی برای ترکیب مواد زاید مختلف در فرآیند آجرسازی انجام شده است، از جمله آنها الیاف طبیعی، لجن فاضلاب کارخانه های نساجی، ماسه ریخته‌گری، ضایعات اره‌ گرانیتی، پرلیت(نوعی سنگ آتشفشانی)، ضایعات چای فرآوری شده، ضایعات نیشکر(باگاس)، بقایای آلی گرد و غبار صنایع فولاد، پوسته برنج، خاکستر سوزاندن زباله شهری، می باشد که هرکدام مزایا و معیب مخصوص به خود را داشتند و به دلایلی در حال حاضر هنوز گسترده نشده اند.

اما این روش جدید که مورد مطالعه قرار گرفته است، یک روش بیوتکنولوژیکی نوآورانه برای بازیافت ضایعات لیگنوسلولزی(کمپوست استفاده شده و میسیلیوم)، در پرورش قارچ صدفی است. بستر کشت قارچ (کمپوست)، به دلیل داشتن نمک، مواد مغذی و قلیایی زیاد، توانایی محدودی برای اصلاح و بارور کردن خاک دارند پس برای مصارف کشاورزی مناسب نیستند. بسترهای سلولزی زیادی شامل ضایعات پنبه، ضایعات ذرت، نی لوبیا، باگاس نیشکر، پوسته قهوه، ضایعات کاغذ و مقوای صنعتی، خاک اره و کاه برنج را می توان برای پرورش قارچ استفاده کرد.

 

اکثر قارچ‌های Agaricus که به صورت تجاری رشد می‌کنند، روی بسترهای کاه و کلش گندم یا خاک اره، کشت می‌شوند. کاه و کلش گندم یا برنج به عنوان یک غذای مغذی برای قارچ در نظر گرفته می شود و خودش به نوعی بازیافت برای ضایعات کشاورزی می باشد. امل یکی از بزرگترین مشکلات زیست محیطی در فرآیند تولید قارچ، مقادیر زیادی از مواد مصرف شده در صنعت قارچ (SMM) که شامل کمپوست به همراه میسیلیوم و خاک پوششی مصرف شده به عنوان زباله جامد است(تولید هر 1 کیلوگرم قارچ حدود 5 کیلوگرم زباله جامد تولید می کند).

زباله های SMM اغلب در محل های دفن زباله دفع می شوند. طبق آمارها در سال 2021 حدود 27 میلیون تن قارچ پرورشی در سراسر جهان تولید شد که در نتیجه آن حدود 135 میلیون تن زباله تولید گردید!!!دولت ها و محققان در حال بررسی کاربردهای بالقوه این مواد باقیمانده و مدیریت دقیق زیست محیطی ضایعات جانبی تولید قارچ هستند.

یک رویکرد جدید برای پرداختن به این موضوع استفاده از مواد پایدار مانند SMM (ضایعات پرورش قارچ) در تولید مصالح ساختمانی است. این امر اثرات مفیدی بر محیط زیست و اقتصاد دارد و علاوه بر بهینه سازی عملکرد حرارتی فرم بلوک شهری، برای مدیریت پسماندهای روزانه که مشکلات زیست محیطی قابل توجهی ایجاد می کند، ضروری است.

استفاده از مواد پایدار با رفتار ایزوله حرارتی موثرترین پارامتر برای دستیابی به مدیریت و کاهش مصرف انرژی در نظر گرفته می شود. مواد حرارتی ناکارآمد باعث مصرف بالای انرژی می شود و پیامدهای زیست محیطی و اقتصادی در طول عمر ساختمان به همراه دارد. از این رو کاهش هر چه بیشترعایق بندی حرارتی در ساختمان ها باعث کاهش دمای داخلی و بهبود کیفیت حرارتی داخلی می شود و در نتیجه مستقیماً نیاز به تهویه مطبوع را کاهش می دهد و در نتیجه انرژی مصرفی در ساختمان و شهر کاهش می یابد.

اهداف متمایز و تازگی این مطالعه، مدیریت مواد زائد با تولید آجرهای سبک وزن ساخته شده با مواد SMM (ضایعات پرورش قارچ) به عنوان جایگزین خاک رس میباشد. این آجرهای سبک وزن هم می توانند به دفع زباله و هم به حفظ منابع طبیعی کمک کنند، زیرا آنها از ضایعات کاه گندم و برنج ساخته شده اند که تحت فرآیند تجزیه زیستی قارچ قرار گرفته اند. بنابراین، استفاده از SMM به عنوان جایگزین خاک رس، از نظر اقتصادی و هم زیست محیطی، کاملا منطقی است.

همچنین این آجرهای تولید شده از ضایعات پرورش قارچ، ویژگی های فیزیکی و مکانیکی تعیین شده توسط استاندارد را کاملا برآورده می شازند. در ترکیب این آجرها استفاده از SMM با 5 نسبت جایگزینی متمایز از 0% تا 15% بررسی شده و آجرهای ساخته شده در 3 دمای 700، 800 و 900 درجه سانتیگراد، پخته شده اند. طبق این نتایج با افزایش مقدار SMM میزان تخلخل (منافذ ریز) آجر هم افزایش می یابد که در نتیجه آن مقاومت مکانیکی یا قابلیت تحت فشار بودن آجرهای کمی کاهش می یابد اما در مقابل میزان عایق بودن آجر در مقابل حرارت افزایش می یابد که سبب بهبود قابل توجهی در مصرف انرژی میگردد.

 

بنابراین، چه چیزی SMM را بسیار خاص می کند؟ پاسخ در آرایش ارگانیک آن نهفته است. SMM حاوی مواد آلی است که در طی فرآیند پخت آجر تجزیه می شود. این تجزیه باعث ایجاد منافذ درون آجرها می شود و هدایت حرارتی آنها را به میزان قابل توجهی کاهش می دهد. هرچه SMM بیشتر گنجانده شود، هدایت حرارتی کمتری دارد، به این معنی که گرما دشوارتر از طریق مواد منتقل می شود. این ویژگی در مورد بهره وری مصرف انرژی در ساختمان ها ارزشمند است.

یافته های محققان دیدگاه جدیدی در مورد نحوه برخورد ما با مصالح ساختمانی ارائه می دهد. ترکیب SMM در ساخت آجر منجر به کاهش چگالی ظاهری و مقاومت فشاری می شود. با این حال، حتی با افزایش محتوای SMM، مقاومت فشاری آجرها در استانداردهای قابل قبول برای استفاده در سازه ها، مطابق با استانداردهای ASTM C62 باقی می ماند.

 

اثرات زیست محیطی

نتایج زیست محیطی این آزمایش نیز به همان اندازه چشمگیر است. با افزایش محتوای SMM،مصرف انرژی در ساختمان و به طبع آن انتشار CO2 کاهش می یابد (به ویژه در آجرهای حاوی 15٪ SMM). این یک گام مهم در جهت کاهش تولید گاز دی اکسید کربن در صنعت ساخت آجر است. کاهش مصرف انرژی همچنین نشان می‌دهد که آجرهای ترکیب‌شده با SMM می‌توانند به بهره‌وری انرژی در بخش ساخت‌وساز وسیع‌تر کمک کنند.

پتانسیل این روش برای کاربرد یا تجاری سازی در مقیاس بزرگ هنوز به طور کامل محقق نشده است. اما با نتایج امیدوارکننده از این مطالعه، واضح است که ضایعات فروتن قارچ، می تواند نقش مهمی در ساخت و سازهای دوست دار محیط زیست در آینده داشته باشد.

 

ترجمه از تیم رسانه هاگ
کپی فقط با ذکر منبه مجاز می باشد.
منبع: mdpi.com