Papir-beton (Papercrete) - industrijska čvrstoća betona od papira

“Održivost” je danas jedan od najčešće korištenih, ali najmanje razumljivih pojmova, jer obično postoji tendencija da se ovo pitanje tretira na površan način, tumačeno pod različitim gledištima i povezano s “eko”, “zeleno” ili “pametno” retorikom. Iako postoji percepcija da je papir-beton materijal ekološki prihvatljiv s obzirom na upotrebu papira koji bi inače završio na odlagalištu otpada, uporaba cementa znači da nije baš toliko „zelen“ kao što bi to bilo u idealnoj situaciji.

U procesu proizvodnje papira uglavnom nastaje velika količina otpada. Godišnje se u svijetu generira više od 500 milijuna tona papira. Potrebno je istaknuti da se papirna vlakna mogu reciklirati samo ograničeni broj puta u papirnoj industriji prije nego postanu prekratka i slaba za proizvodnju kvalitetnog proizvoda. To znači da se neadekvatna i nekvalitetna papirna vlakna odvajaju i postaju otpadni materijal. Upotrebom recikliranog papira se smanjuje utrošak cementa i time se smanjuje cijena materijala.

Papir je glavni sastojak papir-betona, pa svojstva papirnog betona ovise o mikrostrukturi upotrijebljenog papira. Zbog varijabilnosti svojstava papira; kvaliteta i čvrstoća vlakana razlikuju se ovisno o vrsti drva, postotku recikliranog papira, količini vode u pulpi, kao i količini celuloze i brzini sušenja. Uglavnom se sastoji od recikliranih papirnatih vlakana s dodanim Portland cementom, u omjeru je 60% papira, 20% pijeska te 20% cementa.

Mehanička svojstva

Mehanička čvrstoća ovog materijala je zadovoljavajuća i unutar uobičajenih vrijednosti prisutnih za građevne blokove druge vrste, poput morta za oblaganje stropova i zidova. Otpornost papir-beton blokova na savijanje i tlak smanjuje se ako se poveća volumetrijski omjer otpadnog papira i pulpe. Tlačna čvrstoća papirnog betona s pulpom veća je od one kod otpadnog papira. Mort proizveden od otpadnog papira može postići mehaničke čvrstoće usporedive s onima koje pružaju klasične strukturne žbuke.

Toplinska svojstva

Kao što je moguće razumjeti, ako se količina recikliranog papira povećava, nasipna gustoća i toplinska vodljivost se smanjuju. Blokovi s otpadnim papirom uvijek pružaju bolju toplinsku izolaciju od celuloze. To je tako zbog činjenice da tvari male gustoće imaju malu toplinsku vodljivost, jer se opseg praznina i pora u materijalu znatno povećava. Toplinska svojstva ovog materijala su čak bolja od drugih građevnih materijala.

Apsorpcija kapilarne vode

Apsorpcija vode je presudno svojstvo građevinskih materijala jer utječe na njihovu trajnost. Postotak upijanja vode se drastično povećava s povećanjem postotka korištenog recikliranog papira. To ukazuje na potrebu za dodavanjem hidroizolacijskog premaza na blokove kako bi se umanjilo ili spriječilo upijanje vode.

Prednosti papir-betona

• Sirovine su vrlo jeftine, ili u najmanju ruku, jeftinije
• Oprema koja se koristi relativno je niskotehnološka i jeftina.
• Ima visoku tlačnu čvrstoću.
• Također ima i izvrsna toplinska, kao i zvučna izolacijska svojstva.
• Male je težine i pogodan za gradnju unutarnjih dijelova kuće na područjima s čestim potresima.
• Teško je zapaljiv, ali tinja satima.

Ograničenja papir-betona

• Papir-beton ima lošu otpornost na vlagu.
• Osjetljivost je također i na termite te plijesan.
• Raspada se kada je dulje vrijeme izložen vodi.
• Dugovječnost mu je niska, kao i elastičnost materijala.
• Papirni beton ima slabu vlačnu čvrstoću, što rezultira time da je preko vrata i prozora često potrebna dodatna potpora od drveta, metala ili betona.

Papir-beton još uvijek nije dostupan komercijalno te je njegova nabava ograničena na male lokalne proizvođače ili vlastite sposobnosti proizvodnje. Pogodan je za izradu jeftinih domova s ograničenom dugovječnošću i trajnošću, kao i za izradu zajedničkih prostorija, prodajnih kabina, spremišta i stanova za stoku. Jedna od velikih pogodnosti je što se može nanijeti na zid kao žbuka kako bi se postigla dobra zvučna i toplinska izolacijska svojstva. Ovaj materijal ima tri velika problema, a to su plijesni, skupljanje i širenje materijala te dugi period sušenja. Problem vlage i plijesni se može ublažiti podizanjem kuće od tla i građenjem krova kuće klasičnim materijalima. Skupljanje materijala se može minimizirati dodavanjem većeg omjera pijeska u smjesu. To također čini proizvod mnogo otpornijim na vatru i trošenje, ali i manje uspješnim izolatorom. Što se tiče svojstva sporog sušenja, najbolja strategija je raditi tijekom dugih i toplih ljetnih dana, te izbjegavati kišne dane. Usprkos sposobnosti materijala prilagođavanja recepture u svrhu postizanja povoljnijih svojstva, šira upotreba ovog materijala nije izgledna.