Singapūro Nanjango technologijų universiteto (NTU) mokslininkai sukūrė 3D betono spausdinimo būdą, kuris sulaiko anglies dioksidą (CO2), taip pasiūlydami naują būdą, kaip sumažinti statybų pramonės poveikį aplinkai.
Naujuoju metodu siekiama gerokai sumažinti cemento – medžiagos, dėl kurios išmetama 1,6 mlrd. metrinių tonų anglies dioksido arba apie 8 % viso pasaulyje išmetamo CO2 kiekio – anglies pėdsaką, nes sunaudojama mažiau medžiagų, sutrumpėja statybos laikas ir sumažėja darbo jėgos poreikis.
Ką nustatė mokslininkai?
Naujai sukurtame 3D betono spausdinimo procese garai ir CO2, surinkti kaip šalutiniai pramonės procesų produktai, įpurškiami į maišomąjį betoną, kuris tiesiogiai įtraukia ir kaupia CO2 betono struktūroje.
Rezultatai parodė, kad CO2 ir garų įpurškimo metodas pagerino mechanines betono savybes, suteikdamas didesnį stiprumą, palyginti su įprastu 3D spausdintu betonu.
Pagrindinis tyrimo autorius, NTU Mechanikos ir aerokosminės inžinerijos mokyklos (MAE) ir NTU Singapūro 3D spausdinimo centro (SC3DP) profesorius Tan Ming Jen sakė, kad statybos ir statybų sektorius „sukelia didelę dalį pasaulinio šiltnamio efektą sukeliančių dujų emisijos“.
„Mūsų naujai sukurta 3D betono spausdinimo sistema siūlo anglies dioksido kiekį mažinančią alternatyvą, nes ne tik pagerina mechanines betono savybes, bet ir prisideda prie sektoriaus poveikio aplinkai mažinimo.
Ji parodo, kad 3D betono spausdinimui galima panaudoti elektrinių ar kitų pramonės šakų gaminamą CO2. Kadangi tradicinis cementas išskiria daug anglies dioksido, mūsų metodas siūlo būdą, kaip, spausdinant 3D betoną, išsklaidyti CO2“, – teigė Tan Ming Jen.
Tyrėjų komanda mano, kad jų inovacija yra perspektyvus indėlis siekiant pasaulinių darnaus vystymosi tikslų ir mažinant pramonės priklausomybę nuo įprastinių daug energijos reikalaujančių procesų, pavyzdžiui, gelžbetonio konstrukcijų.
Naujoji inovacija remiasi ankstesniais 3D spausdinimo, skirto statyboms, tyrimais, kuriuos atliko profesorius M. Tanas ir jo komanda NTU SC3DP, taip pat tarptautiniai bendradarbiai.
Daug geresnės betono savybės
Kurdama 3D betono spausdinimo sistemą, tyrėjų komanda prijungė 3D spausdintuvą prie CO2 siurblių ir garus purškiančios srovės.
Kai sistema aktyvuojama, spausdinant konstrukciją į betono mišinį pumpuojamas CO2 ir garai. CO2 reaguoja su betono sudedamosiomis dalimis ir virsta kieta forma, kuri lieka užrakinta medžiagos viduje (sekvestruojama ir saugoma).
Tuo pat metu garai pagerina CO2 absorbciją į 3D spausdinamą struktūrą, pagerindami jos savybes. Atlikę laboratorinius bandymus mokslininkai nustatė, kad atspausdintos betono struktūros spausdinimo galimybės pagerėjo 50 % – tai reiškia, kad ją galima efektyviau formuoti ir spausdinti.
Struktūra taip pat pasižymėjo geresniu tvirtumu ir ilgaamžiškumu. Spausdintas betonas buvo iki 36,8 % stipresnis spaudžiant (kiek svorio jis gali išlaikyti) ir iki 45,3 % stipresnis lenkiant (kiek jis gali lankstytis prieš lūždamas), palyginti su įprastu 3D spausdintu betonu.
Pažymėtina, kad šis metodas taip pat yra ekologiškesnis – jis sugeria ir sulaiko 38 % daugiau anglies dioksido, palyginti su tradiciniais 3D spausdinimo metodais.
„Dabar yra kritinis metas, kai pasaulis vis labiau stengiasi įgyvendinti klimato kaitos tikslus. Manome, kad mūsų technologija galėtų prisidėti prie to, kad statybų pramonė taptų tvaresnė“, – sakė tyrimo autorius Lim Sean Gip, NTU MAE mokyklos daktaras.
Vienas iš autorių, NTU MAE mokyklos mokslo darbuotojas Dr. Daniel Tay taip pat pridūrė, kad jų siūloma sistema rodo, kaip anglies dioksido surinkimas ir jo panaudojimas 3D betono spausdinimui „gali padėti sukurti tvirtesnius ir ekologiškesnius pastatus, o tai padėtų tobulinti statybos technologijas“.
Taip patskaitykite
