Орчин үеийн барилгын салбарт тогтвортой хөгжил буюу экоматериалыг ашиглан байгаль орчинд ээлтэй барилга байгууламжийг барихыг зорьж ажиллаж байна. Хүрээлэн буй орчинд ээлтэй гэдэг нь барилгын материалыг үйлдвэрлэх үеэс эхлэн барилга баригдаж дуусах, барилгыг ашиглах үеийн эрчим хүчний хэрэглээг дээд зэргээр бууруулсан, түүхий эд материалыг хол тээвэрлэхгүйгээр орон нутгийн түүхий эд материалыг ашиглах, хүний эрүүл мэнд болон байгаль орчинд хортой бодис ялгаруулахгүй байх, ашиглалтын хугацаа урттай байх зэрэг орох төдийгүй тухайн барилгыг буулгасны дараа дахин боловсруулан буцаан ашиглах боломжтой материалаар баригдсан байх шаардлага тавигдана гэсэн үг юм. 

Зураг 1. Барилгын салбарт тогтвортой хөгжилийн гарц бий

Барилгын материалыг ашиглаж дууссаны дараа дахин боловсруулан буцаан ашигласнаар байгалийн түүхий эд болон эрчим хүч хэмнэнэ. Жишээ нь мод энэхүү шаардлагыг хангадаг байгалийн гаралтай хамгийн эртний барилгын материал юм. 

Зураг 2. Модон барилгад целлолюзыг дулаан тасгаарлагч болгон ашиглах нь

Үүний зэрэгцээ маалинга, сүрэл, олсон ургамал, хонины ноос болон хаягдал цаас зэрэг дулаан тусгаарлах материал болгон ашиглаж ирсэн байгалийн гаралтай материалууд юм.

Зураг 3. Сүрлэн байшин

Байгаль орчинд ээлтэй экоматериалууд нь дараах шинж чанартай. 

Үүнд:

• Тогтвортой барилгын материал ашиглагдахаасаа илүү хурдан ургадаг бөгөөд энэ нь байгалийн нөөцийг хэмнэдэг гэсэн үг юм.
• Тэдгээрийг үйлдвэрлэхэд бага эрчим хүч шаардагддаг.
• Эдгээр нь химийн бодис, аюултай бодисгүйгээр үйлдвэрлэгддэг тул эрүүл мэндэд хор хөнөөл учруулахгүй.
• Тэд байгаль орчинд ямар ч эрсдэл учруулахгүй.
• Тэд хүмүүсийн онцгой таатай амьдрах орчныг бүрдүүлдэг.
• Тэднийг дахин боловсруулах боломжтой.
• Тэд урт насалдаг.
• Эдгээр нь эрчим хүчний хэмнэлттэй байдаг тул зардлыг хэмнэдэг, жишээлбэл. Халаалт, цахилгааны зардалд г.м.
• Барилгад тохирсон материалын ашиглалтыг бууруулсан байдаг.

Материалын ашиглалтын хугацаа, дулаан тусгаарлах чадвар, түүнийг үйлдвэрлэхэд шаардагдах эрчим хүч зэрэг  нь барилгын экоматериалыг сонгоход чухал хүчин зүйл болдог. Тээвэрлэлтийн замын урт, материалыг дахин ашиглах боломжтой эсэх нь бас сонголтонд чухал үүрэг гүйцэтгэдэг. Жишээлбэл, дахин боловсруулсан бетоныг ердийн ашиглагдсан бетоныг дахин ашиглах замаар бүтээдэг бөгөөд үүнийг ихэвчлэн тогтвортой гэж хэлж болохгүй мэт боловч дахин боловсруулсан гэдэг утгаараа экобүтээгдэхүүн юм. Учир нь түүнд шинэ бетоныг үйлдвэрлэхээс бага эрчим хүч азрцуулагддаг аж. Мөн байгалийн түүхий эдийг хэмнэсэн байдаг.

Дараах хүснэгтэнд өргөн хэрэглэгддэг барилгын материалын тогтвортой байдлын тоймлон үзүүлэв.

1-р хүснэгт. Өргөн хэрэглэгддэг барилгын материалын тогтвортой байдлын тойм

Тогтвортой барилгын материал нь ердийн материалаас илүү үнэтэй гэсэн үзэл бодол давамгайлж байдаг. Худалдан авах үнэ нь ердийн барилгын материалын үнээс ихэвчлэн өндөр байдаг. Гэсэн хэдий ч энэ нь зөвхөн хагас үнэний хувь нь бөгөөд үүнийг ялгавартайгаар авч үзэх хэрэгтэй.

Олон тооны барилгын экоматериалын худалдан авалтын үнэ ердийн материалаас дунджаар 2% -иас 10% -иар өндөр байдаг ч зарим бүс нутагт ижил түвшинд байна. 

Барилгын экоматериалыг худалдаж авахад бага зэрэг үнэтэй байдаг. Гэсэн хэдий ч үүнийг дахин боловсруулан ашиглах боломж, байгалийн түүхий эдийн хэмнэлт, эрчим хүчний хэмнэлт болон ашиглалтын хугацаа урт, хүлэмжийн хийн хэмнэлт зэргээр нь авч үзвэл илүү хямд тусаж байгаа юм. Үүний зэрэгцээ тогтвортой барилгын материалыг ашигласнаар хүний эрүүл мэндэд учруулах эрсдлийг бууруулж, уламжлалт барилгын материалаас үүдэлтэй харшил зэрэг өвчнийг эмчлэх эмчилгээний  зардлыг мөн хэмнэх боломжтой.

Ийм төрлийн барилгын материал нь экологийн тэнцвэрт байдлыг хадгалснаар уур амьсгалын өөрчлөлтийн үед үнэлж баршгүй хувь нэмэр оруулдаг бөгөөд энэ нь худалдан авалтын бага зэргийн үнийг хэд дахин нөхдөг гэсэн үг юм.

Иймд энэхүү чиглэлээр маш олон тооны туршилт судалгааны ажил хийгдэж үр дүн нь үйлдвэрлэлд шилжсээр байна. Жишээ нь өмнө нь бидний танилцуулж байсан модны үртэснээс гарган авсан хөөсөнцөр дулаалгын материал, полистиролыг орлох попкорноос гарган авсан хавтангууд, мөөгнөөс гарган авсан дулаан тусгаарлах материалууд зэрэг орж байна. Уламжлалт барилгын материал болох тоосгыг эрдэс хөвөн, полистирол зэрэг материалаар дүүргэн дулаан тусгаарлалтыг нь сайжруулах ажил Европын орнуудад ихээхэн түгээмэл байдаг.

Зураг 4. Дулаалгын материалаар дүүргэсэн олон нүхтэй керамик тоосго

Мөн шавар барилга сүүлийн жилүүдэд ихээхэн сонирхол татаж байгаа аж. Шавар нь олдоц сайтай түүхий эдээс гадна хүний амьдрах таатай орчныг бүрдүүлдэг, хямд төсөр байгалийн гаралтай бүтээгдэхүүн юм. 

Зураг 5. Шаюар барилга

Харин Испани болон Шоттланд улсын эрдэмтэд хүйтэн тэсвэрлэх чадвар өндэртэй, хямд төсөр экобүтээгдэхүүн гарган авах судалгааны явцдаа ноосон дүүргэгчтэй тоосго гарган авсан байна. Тэдгээр судлаачид шавар тоосгыг эрчим хүчний хэмнэлттэй болгохын тулд шатаахгүйгээр орчин үеийн шаардлагыг хангасан бат бэх чанартай болгох туршилт гүйцэтгэх явцад ноосон дүүргэгчтэй тоосгыг олж илрүүлжээ. Гол зорилго нь ноосон утсаар механик шинж чанарыг нь сайжруулсан, орон нутгийн түүхий эд ашигласан мөн шатаах шаардлагаггүй тоосго гарган авахад оршиж байсан бөгөөд хамгийн гол нь химийн хорт бодис ашиглалгүйгээр барьцалдуулан стандарт шаардлага хангасан тоосго гарган авах байв.  

Өмнө нь ноосон дэвсгэрийг дулаалгын хавтангийн оронд хэрэглэдэг туршлага бий. Мөн нунтагласан цаас, хэрэглэгдсэн даавуун хувцасыг нунтаглан шилэн утастай хольж хавтан болгон ашиглах зэргээр барилгад ашиглаж байсан байна.

Зураг 6. Хуучин даавуунаас гарган авсан дулаан тусгаарлах материал

Ноосон дүүргэгчтэй тоосго нь бараг тэг нүүрстөрөгчийн агууламжтай бүтээгдэхүүн бөгөөд үүнийг орон нутгийн материалаар гаргаж авах боломжтой бөгөөд барилгын ногоон ирээдүй рүү чиглэсэн зөв чиглэлд нэг алхам болж байна.

Зураг 7. Хонины ноосон дулаан тусгаарлах материал

Ердийн шавар материалд ноосон утас нэмж, дараа нь далайн замагны эсийн хананаас гаргаж авсан байгалийн полимер болох алгинатын конгломератаар барьцалдуулан гаргаж авсан байна.

Ингэж гарган авсан тоосгыг байгалийн аргаар хатаасан бөгөөд ингэснээр эрчим хүч маш их шаарддаг дулааны боловсруулалт буюу 850-1000ºС-ийн температурт шатаах шатаалтаас зайлсхийж чадсан байна. Гарган авсан тоосго нь ан цав багатай байсан тул бат бэх хагаралгүй байсан байна.

Зураг 8. Ноосон тоосго

Ноосон тоосгоны нягт нь түүнд ашигласан шавраас хамаарч байсан бөгөөд 1.79-1.82 г/см³ байсан байна. Энэхүү тоосгоны шахалтын бат бэхийг туршиж үзэхэд бусад төрлийн шатаагаагүй тоосготой харьцуулахад бат бэх нь 37%-иар илүү байсан төдийгүй гулзайлтын бат бэхийг нь сайжруулсан цэвэр байгалийн нөхөн ургах чадвартай түүхий эд ашиглан шатаахгүйгээр гарган авсанаар хүлэмжийн хийн ялгаралт байхгүй жинхэнэ экобүтээгдэхүүн болж чадсан байна. Үүний зэрэгцээ хүйтэн тэсвэрлэлт болон чийг тэсвэрлэх чадвар сайтай материал болжээ.

Эрдэмтэд янз бүрийн төрлийн шаврыг хонины ноосоор баяжуулан үр нөлөөг нь судалж дараах дүгнэлтэд хүрчээ. Хонины ноосны утаснууд нь шахаж хэвлэсэн тоосгоны бат бэх чанарыг сайжруулж, агшилтын үр дүнд үүсдэг ан цав, суулт үүсэхийг багасгаж, хатаах хугацааг бууруулж, тоосгоны гулзайлтын эсэргүүцлийг нэмэгдүүлдэг байна.

Шатаагаагүй шавар нь хүн төрөлхтний хэрэглэж байсан хамгийн эртний барилгын материалын нэг байв. Үүний хамгийн эртний жишээг Ойрхи Дорнод дахь 11.000-12.000 жилийн өмнөх настай байшингуудаас олж болно. Италийн Сардинид МЭӨ 1400 оны үед баригдсан зарим археологийн ордуудаас ургамал, хайргатай хольж, илүү бат бөх болгох шавар материалыг мөн олж байжээ. Иймээс энэ нт бас цоо шинэ материал бас биш ажээ.

Г.Саран, ШУТИС-ийн Материал судлалын төвийн захирал, дэд профессор, доктор (Ph.D) 

С.Баяржаргал, ШУТИС, ХШУС-ийн химийн инженерчлэлийн салбарын сургалтын мастер, техникийн ухааны магистр