Новий метод 3D-друку бетону

3D-друк поступово трансформує будівельну галузь. Завдяки цій технології вже створені різноманітні проєкти, від будинків до торгових центрів. Сьогодні один проєкт особливо привертає увагу: дослідники з Наньянського технологічного університету в Сінгапурі (NTU Singapore) розробили конкретну техніку 3D-друку, яка здатна вловлювати вуглець. Це нововведення відкриває нові перспективи для зменшення екологічного сліду будівництва. Проєкт також з’явився лише через кілька місяців після того, як дослідники з Університету Вірджинії розробили конкретну формулу для 3D-друку, яка знизила викиди вуглекислого газу на 31 відсоток, що свідчить про глобальні зусилля зробити будівельний 3D-друк більш екологічним.

Ця нова техніка, представлена в журналі Carbon Capture Science & Technology, може змінити будівельну галузь. Він спрямований на вплив цементу на навколишнє середовище, який відповідає за приблизно вісім відсотків світових викидів CO2. Завдяки оптимізації використання матеріалів, пришвидшенню часу будівництва та зменшенню потреб у робочій силі цей підхід обіцяє зробити менш необхідними традиційні методи, такі як залізобетон.

Цей новий метод 3D-друку інтегрує CO2 і пару, що виділяються як побічні продукти промислових процесів, безпосередньо в бетонну суміш. Цей процес дозволяє CO2 назавжди закріпитися в структурі бетону, покращуючи його механічні характеристики порівняно зі звичайними методами 3D-друку. Говорячи конкретно, команда розробила систему, в якій 3D-принтер підключений до насосів CO2 і парового струменя. Під час друку CO2 вступає в реакцію з компонентами бетону, щоб затвердіти, тоді як пара збільшує здатність бетону поглинати цей газ, роблячи конструкцію більш міцною.

Професор Тан Мін Джен зі Школи машинобудування та аерокосмічної інженерії NTU (MAE) і Сінгапурського центру 3D-друку (SC3DP) наголосив на важливості скорочення викидів парникових газів у будівельному секторі, одному з найбільш забруднюючих у світі: «Наша нещодавно розроблена Система 3D-друку бетону пропонує альтернативу зменшенню вуглецю, не лише покращуючи механічні властивості бетону, але й сприяючи зменшенню вплив сектора на навколишнє середовище. Він демонструє можливість використання CO2, що виробляється на електростанціях або інших галузях промисловості, для 3D-друку бетону. Оскільки традиційний цемент виділяє багато вуглецю, наш метод пропонує спосіб зменшити CO2 за допомогою 3D-друку бетону».

Випробування показали, що ця нова технологія виробляє набагато міцніший і довговічніший бетон. Порівняно зі звичайними методами 3D-друку, отриманий бетон витримує на 37 відсотків більше ваги та згинається майже на 45 відсотків більше перед тим, як ламатися. На додаток до цих механічних характеристик, процес є більш екологічним, вловлюючи на 38 відсотків більше CO2, ніж звичайні методи. Тепер дослідники планують вдосконалити свою техніку, щоб підвищити її ефективність. Вони також сподіваються вивчити використання перероблених промислових газів, а не чистого CO2, у процесі 3D-друку.