从农业废弃物到可持续建材：由甘蔗制成的混凝土替代品

寻找有效且有价值的农业废物管理解决方案对研究人员来说是一个鼓舞人心的挑战。 单一栽培的副产品，例如大豆生产的残留物、玉米芯、秸秆、葵花籽和纤维素，通常用于土壤堆肥，用作动物饲料，甚至转化为能源，以减少浪费并减轻环境影响 与农业活动相关的影响。 例如，甘蔗生产会产生大量副产品，每年生产 20 亿吨甘蔗，总共会产生约 6 亿吨甘蔗渣纤维废料。 这种副产品通过提供兼具可持续性和结构效率的建筑材料，有望取代混凝土和砖等能源密集型建筑系统。

考虑到这一观点，东伦敦大学（UEL）与Grimshaw Architects和制造商Tate & Lyle Sugar合作，开发了一种名为Sugarcrete™的创新建筑材料。该项目的目的是通过回收甘蔗的生物副产品来探索可持续的建筑解决方案，从而减少建筑行业的碳排放，同时在生产和实施这些建筑材料时优先考虑社会和环境的可持续性。

“Sugarcrete™的主要创新是挑战生物材料结构性能低下的既定误解，并创造出一种具有足够结构强度的自支撑材料，”高级建筑学教授Armor Gutierrez Rivas说。正如他所解释的那样，该项目最初是东伦敦大学（UEL）建筑学硕士课程的一部分，该研究涉及使用解决当地问题的创新建筑解决方案。在皇家码头的银城进行重建提案时，我们参与了该地区现有的工业结构，并开始将副产品视为建筑替代品，包括泰莱制糖的副产品。最初的探索是使用我们在可持续发展研究所（SRI）的最先进的设施进行测试和优化的，后来在与Grimshaw的建筑师和AKT II的工程师的创造性合作中，作为Sugarcrete™ Slab实施。

从本质上讲，Sugarcrete™ 是通过将甘蔗渣与矿物粘合剂相结合而制成的。最终产品比传统砖更轻，碳足迹仅为15-20%。使用全球甘蔗渣产量的30%，Sugarcrete™将有可能完全取代传统的砖工业，从而节省1.08亿吨二氧化碳（相当于全球二氧化碳产量的2%）。甘蔗的生长速度很快，在将二氧化碳转化为生物质方面，其效率是林业的 3 倍，使其成为实现净零排放的高优先级材料。此外，该材料具有良好的结构特性，绝缘、耐火、易于非熟练劳动力使用，并且由于其成分简单，供应链简化。

根据UEL可持续发展研究所研究员Bamdad Ayati的说法，Sugarcrete™的生产过程非常简单，类似于传统的混凝土砌块制造。它涉及材料配比、混合、铸造和干燥/固化。粘合剂成分是矿物基的，在制糖业发达的地方广泛可用。与其他建筑材料一样，大规模生产挑战与原料在水分含量、粒度、有害杂质等方面的可变性有关。

纵观各行各业，我们可以为本地和可持续材料以及未使用的农业/工业副产品找到许多机会。这些材料可能看起来并不迷人和优雅，但面对气候紧急情况，它们是新的高科技。气候紧急情况要求像Sugarcrete™这样的材料采用一种新的建筑语言，以真正发挥其潜力并庆祝它们，而无需为“现代”外观涂覆和隐藏它们。这种新的建筑语言和思维方式的改变最终将使天然材料对客户具有吸引力，从而增加需求并降低价格，从而实现规模经济。