Технология изготовления домов из переработанного пластика

Исследователи из Массачусетского технологического института изготовили из переработанного пластика фермы перекрытий для жилых домов, утверждая, что этот поток отходов может стать доступным и экологически устойчивым строительным материалом .

Исследователи из США напечатали на 3D-принтере функциональный элемент строительного класса, используя композитный материал, разработанный ими из переработанного полиэтилентерефталата (rPET) – в основном, полученного из выброшенных бутылок из-под напитков – смешанного со стекловолокном.

В будущем, по их словам, эту систему можно будет использовать вместо древесины для каркасов домов, что сделает жилищное строительство дешевле и позволит избежать чрезмерной эксплуатации лесов.

«По нашим оценкам, к 2050 году миру потребуется около 1 миллиарда новых домов», — сказал инженер и изобретатель Эй Джей Перес, возглавлявший проект. «Если мы попытаемся построить такое количество домов из древесины, нам потребуется вырубить лес, эквивалентный амазонским тропическим лесам, в три раза больше, чем в общей сложности».

ПЭТ — это «один из самых долговечных полимеров»

Для изготовления ферм перекрытий Перес и его коллеги напечатали на 3D-принтере полимерный композит в виде длинного прямоугольного элемента, усиленного внутренней зигзагообразной структурой, аналогичной конструкции традиционных деревянных и металлических ферм перекрытий.

Четыре из этих ферм были установлены в каркас пола, покрытый фанерой, и подвергнуты испытанию на изгиб путем размещения сверху бетонных блоков.

По словам исследователей, фермы начали деформироваться и трескаться только под нагрузкой более 4000 фунтов (1814 килограммов), что превышает строительные стандарты США.

Перес, научный сотрудник Управления инноваций Массачусетского технологического института , также считает, что этот материал достаточно прочен для использования в строительных конструкциях.

«ПЭТ — один из самых долговечных полимеров, — сказал Перес изданию Dezeen. — Причина, по которой ПЭТ-бутылки так вредят окружающей среде, заключается в том, что для их естественного разложения требуется приблизительно 450 лет ».

«Мы считаем это краеугольным камнем долговечности для тех вариантов использования в строительстве, которые мы продемонстрировали».

В отличие от некоторых пластмасс, ПЭТ не является хрупким при комнатной температуре, и хотя это меняется при сильном холоде, Перес утверждает, что это не должно исключать его использование в качестве конструкционного материала.

«Наши длительные полевые испытания в Новой Англии продемонстрировали выживаемость и устойчивость к высоким нагрузкам на протяжении трех зим и трех летних сезонов», — сказал он.

«Человеческий фактор также имеет решающее значение», — добавил Перес. «Глобальный спрос на жилье сосредоточен в теплых и умеренно теплых регионах планеты, где таких экстремальных сильных морозов не бывает».

Цель исследователей — изготовить множество компонентов из «загрязненного пластика»

Вместе с профессором машиностроения Дэвидом Хардтом Перес является одним из основателей исследовательской группы MIT HAUS , которая полностью сосредоточена на производстве домов с использованием переработанного пластика и крупномасштабного аддитивного производства.

Хотя 3D-печать с использованием бетона или глины более распространена в архитектурной индустрии, Перес и Хардт считают, что переработанный пластик оказывает меньшее воздействие на окружающую среду и более универсален, что позволяет им выходить за рамки печати стен.

Помимо ферм перекрытий, Перес уже использовал композит из переработанного пластика для создания фундамента дома , а MIT HAUS также планирует печатать тетивы лестниц, фермы крыши, стеновые стойки и балки перекрытия.

Конечная цель состоит в использовании «грязного пластика» — неочищенных и необработанных отходов после потребления, таких как бутылки и пищевые контейнеры, — которые подаются непосредственно в крупную систему 3D-печати, которая может располагаться в рассредоточенных микрофабриках размером с транспортные контейнеры.

«Мы начинаем разгадывать секрет возможности обработки и печати действительно грязного пластика», — сказал Перес.

По словам Переса, поскольку полученные строительные компоненты легкие, их можно перевозить на пикапе или даже мопеде и собирать на месте.

Материал пригоден для вторичной переработки, и ожидается, что со временем он будет признан безопасным

Композит из переработанного ПЭТ и стекла полностью пригоден для вторичной переработки, сказал Перес, и любой компонент, изготовленный из него, может быть измельчен и переработан в другой строительный или архитектурный элемент по окончании срока службы.

Что касается потенциальной токсичности материала в случае лесного пожара , Перес отметил, что, по его мнению, он безопасен, основываясь на современных научных данных, но MIT HAUS проведет тщательное исследование.

«Большинство «массивной древесины» и других традиционных «древесных композитов», таких как фанера или OSB (кстати, это отличный маркетинговый ход), на самом деле представляют собой просто склеенную древесину», — сказал Перес. «Эти изделия из «склеенной древесины» соответствуют нормам, стандартам безопасности для человека и широко распространены. Мы просто не называем их тем, чем они являются на самом деле — древесно-пластиковым композитом».

«Мы ожидаем, что со временем это подтвердится и в отношении используемого нами композитного материала из переработанного пластика», — продолжил он. «На мой взгляд, недавние пожары проливают свет на риск возгорания обычных деревянных каркасных конструкций класса С».

Перес и его коллеги подробно описали свой процесс проектирования и изготовления в рецензируемой статье, представленной в рамках симпозиума Solid Freeform Fabrication 2025 .

Еще одна недавняя инновация, использующая переработанный пластик в качестве строительного материала, хотя в данном случае декоративного, — это плитка Pretty Plastic . Разработанная архитекторами Overtreders W и Bureau SLA, эта плитка изготовлена ​​из ПВХ, который, как известно, трудно перерабатывать.

Источник: https://www.dezeen.com/2026/02/16/mit-recycled-plastic-floor-trusses/