皇家墨尔本理工大学（RMIT University）的一个团队研发出一种无水泥建筑材料，其成分仅为硬纸板、土壤和水。这种材料强度足以支撑低层建筑，且与混凝土相比，能够减少碳排放、降低成本并减少废弃物。这种轻质化的现场施工工艺使其成为偏远地区的理想选择，同时其热工性能可实现建筑物的自然降温。研究人员将其视为迈向更绿色、更具韧性建筑的关键一步。
这种被称为纸板约束夯土的创新材料完全由纸板、水和土壤组成——使其具有可重复使用和可回收的特性。
仅在澳大利亚，每年就有超过220万吨的纸板和纸张被送往垃圾填埋场。与此同时，水泥和混凝土生产约占全球年排放量的8%。
纸板此前已被用于临时建筑和救灾避难所，例如坂茂在新西兰克赖斯特彻奇设计的标志性建筑——纸板大教堂。
受此类设计的启发，皇家墨尔本理工大学（RMIT University）团队首次将夯土的耐久性与纸板的多功能性结合起来。
为何重要
皇家墨尔本理工大学的主要作者马佳明博士表示，纸板约束夯土的开发标志着建筑行业向更可持续方向迈出了重要一步。
“现代夯土建筑为了强度会在土壤中加入水泥进行压实。考虑到夯土墙的自然厚度，水泥的使用量是过度的，”他说。
但皇家墨尔本理工大学开发的纸板约束夯土消除了对水泥的需求，且与混凝土相比，其碳足迹仅为四分之一，成本不到三分之一。
“只需使用纸板、土壤和水，我们就能制造出足够坚固的墙体来支撑低层建筑，”马博士说。
“这一创新可能会彻底改变建筑设计和施工，利用更易于回收的本地采购材料。
“这也反映了在净零排放目标和对本地可持续材料兴趣的推动下，生土建筑在全球范围内的复兴。”
实际效益
纸板约束夯土可以在施工现场制作，通过人工或机器将土壤和水的混合物在纸板模板内压实。
该研究的通讯作者、结构优化领域的领军人物谢益民荣休教授表示，这一进步可以引领一种更精简、更环保的建筑方式。
“建筑商不再需要运进成吨的砖块、钢材和混凝土，只需携带轻质的纸板，因为几乎所有材料都可以在现场获得，”谢教授说。
“这将显著降低运输成本，简化物流并减少前期材料需求。”
马博士表示，纸板约束夯土可能是偏远地区（如澳大利亚乡村地区）建筑的有效解决方案，那里富含适合夯土建筑的红土。
“夯土建筑在炎热气候下非常理想，因为其高热质量能自然调节室内温度和湿度，减少对机械制冷的需求并降低碳排放，”他说。
这种新型材料的机械强度根据纸板管的厚度而变化。
马博士说，团队已经为此强度设计开发了公式。
“我们创造了一种方法来确定纸板厚度如何影响夯土的强度，使我们能够根据纸板厚度来测量强度，”马博士说。
在马博士领导的另一项研究中，碳纤维与夯土结合，证明其具有与高性能混凝土相当的强度。
马博士及其团队准备与各行业合作，进一步开发这种新材料，以便其能得到广泛应用。