جغرافیا و برنامه ریزی منطقه‌ای

جغرافیا و برنامه ریزی منطقه‌ای

امکان‌سنجی استفاده از مواد بازیافتی در ساخت دیوارهای غیرسازه‌ای و تأثیر آن بر پایداری

نوع مقاله : مقاله علمی -پژوهشی کاربردی

نویسنده
محمود فیروزی
دانشکده معماری و شهرسازی، دپارتمان فناوری معماری؛ دانشگاه شهید بهشتی، تهران، ایران.
10.22034/jgeoq.2025.544569.4328
چکیده
صنعت ساخت‌وساز با مصرف بالای منابع طبیعی و تولید حجم عظیمی از زباله‌ها و گازهای گلخانه‌ای، چالش‌های زیست‌محیطی قابل‌توجهی ایجاد می‌کند. این پژوهش امکان‌سنجی استفاده از مواد بازیافتی (پلاستیک PET، بتن بازیافتی و کامپوزیت‌های ضایعات کشاورزی) در ساخت دیوارهای غیرسازه‌ای و تأثیر آن بر پایداری زیست‌محیطی، اقتصادی و اجتماعی را بررسی می‌کند. با استفاده از رویکرد ترکیبی (کمی و کیفی)، آزمایش‌های فنی (مقاومت مکانیکی، عایق حرارتی و صوتی، مقاومت در برابر آتش)، تحلیل چرخه حیات (LCA)، و مطالعه موردی انجام شد. نتایج نشان داد که کامپوزیت‌های کشاورزی و پلاستیک PET با کاهش 35-60 درصدی ردپای کربن و هزینه کمتر (11.6-13.6 دلار/ مترمربع) نسبت به مواد سنتی (آجر و گچ)، عملکرد بهتری در عایق‌بندی حرارتی و صوتی دارند. بتن بازیافتی مقاومت مکانیکی بالاتری ارائه داد، اما هزینه و ردپای کربن بیشتری داشت. پذیرش اجتماعی این مواد (68-70%) نیز امیدوارکننده بود، هرچند مقاومت در برابر آتش در PET و کامپوزیت‌ها نیاز به بهبود دارد. این مطالعه تأیید می‌کند که مواد بازیافتی می‌توانند جایگزین مناسبی برای دیوارهای غیرسازه‌ای باشند و به توسعه پایدار کمک کنند، مشروط بر استانداردسازی و بهبود خواص ایمنی. نتایج برای مهندسان، سیاست‌گذاران و فعالان صنعت ساخت‌وساز کاربرد دارد.
کلیدواژه‌ها
مواد بازیافتی
دیوارهای غیرسازه‌ای
پایداری
ساخت‌وساز پایدار

عنوان مقاله English

Feasibility study of using recycled materials in the construction of non-structural walls and its impact on sustainability

نویسنده English

Mahmoud Firouzi
Faculty of Architecture and Urban Planning, Department of Architectural Technology; Shahid Beheshti University, Tehran, Iran.
چکیده English

The construction industry significantly impacts the environment through high resource consumption and substantial waste and greenhouse gas emissions. This study investigates the feasibility of using recycled materials (PET plastic, recycled concrete, and agricultural waste composites) in non-structural walls and their contribution to environmental, economic, and social sustainability. Employing a mixed-methods approach, the research included laboratory tests (mechanical strength, thermal and acoustic insulation, fire resistance), life cycle assessment (LCA), and a case study. Findings revealed that agricultural composites and PET plastic outperform traditional materials (brick and plaster) in thermal and acoustic insulation, with a 35-60% reduction in carbon footprint and lower costs (11.6-13.6 USD/m²). Recycled concrete exhibited higher mechanical strength but incurred greater costs and carbon emissions. Social acceptance of these materials (68-70%) was promising, though fire resistance in PET and composites requires improvement. The study confirms that recycled materials are viable alternatives for non-structural walls, promoting sustainable construction, provided standardization and safety enhancements are addressed. These findings offer practical insights for engineers, policymakers, and construction stakeholders.

کلیدواژه‌ها English

Recycled materials
non-structural walls
sustainability
sustainable construction
Ahmed, S., Ali, M., & Khan, R. (2021). Environmental impacts of recycled concrete in construction. Journal of Environmental Management, 295, Article 113056. https://doi.org/10.1016/j.jenvman.2021.113056
Chen, X., Li, Z., & Wang, Q. (2022). Durability of recycled concrete in non-structural walls. Journal of Building Engineering, 48, Article 103912. https://doi.org/10.1016/j.jobe.2021.103912
Creswell, J. W., & Plano Clark, V. L. (2017). Designing and conducting mixed methods research (3rd ed.). SAGE Publications.
Fernandez, L., Gomez, M., & Torres, R. (2022). Social acceptance of recycled materials in local construction projects. Journal of Sustainable Architecture, 10(2), 45–58. https://doi.org/10.1016/j.jsa.2022.01.003
Gupta, R., Sharma, P., & Singh, V. (2023). Agricultural waste-based composites for non-structural walls. Construction and Building Materials, 367, Article 130234. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2022.130234
International Organization for Standardization. (2021). Environmental management—Life cycle assessment—Principles and framework (ISO Standard No. 14040). https://www.iso.org/standard/37456.html
Kumar, S., Patel, R., & Jain, A. (2022). Social barriers to adopting recycled materials in construction. Resources, Conservation and Recycling, 185, Article 106456. https://doi.org/10.1016/j.resconrec.2022.106456
Li, J., Wang, Y., & Zhang, X. (2022). Recycled materials in non-structural building components: A review of applications and performance. Construction and Building Materials, 315, Article 125678. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2021.125678
Liu, H., Zhang, Y., & Chen, L. (2023). Thermal performance of recycled material-based non-structural walls. Energy and Buildings, 278, Article 112567. https://doi.org/10.1016/j.enbuild.2022.112567
Martinez, P., Lopez, J., & Garcia, M. (2024). Life cycle assessment of recycled plastics in non-structural applications. Journal of Cleaner Production, 389, Article 135890. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2023.135890
Oliveira, R., Silva, J., & Mendes, L. (2023). Acoustic performance of recycled plastic composites in construction. Sustainable Materials and Technologies, 35, Article e00512. https://doi.org/10.1016/j.susmat.2022.e00512
Raut, S. P., Shinde, S. B., & Dhal, P. K. (2021). Sustainable construction using recycled aggregates: Challenges and opportunities. Journal of Cleaner Production, 298, Article 126567. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2021.126567
Santos, M., Ribeiro, C., & Ferreira, A. (2024). Long-term durability of recycled plastic composites in non-structural walls. Construction and Building Materials, 401, Article 132789. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2023.132789
Silva, R. V., de Brito, J., & Dhir, R. K. (2023). Use of recycled plastics in eco-efficient construction: A comprehensive review. Resources, Conservation and Recycling, 190, Article 106854. https://doi.org/10.1016/j.resconrec.2022.106854
Tam, V. W. Y., Soomro, M., & Evangelista, A. C. J. (2023). A review of recycled waste materials in sustainable construction: Environmental and economic impacts. Journal of Cleaner Production, 342, Article 130987. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2022.130987
United Nations Environment Programme. (2024). Global status report for buildings and construction. https://www.unep.org/resources/report/global-status-report-buildings-and-construction-2024
Wang, L., Chen, X., & Zhang, Y. (2023). Thermal insulation properties of recycled plastic-based non-structural walls. Building and Environment, 245, Article 110789. https://doi.org/10.1016/j.buildenv.2023.110789
Zhang, Y., Liu, H., & Wang, L. (2024). Life cycle assessment of recycled materials in building construction: A case study approach. Sustainable Cities and Society, 101, Article 104987. https://doi.org/10.1016/j.scs.2023.104987