Ученые исследовали возможность использования стекла в качестве заполнителя бетона для 3D-печати

Традиционные бетонные составы, как правило, используют в качестве основного ингредиента песок, но этот ресурс постепенно становится дефицитным товаром, а его использование может оказывать негативное воздействие на окружающую среду. Используя вместо него переработанное стекло, команда RMIT считает, что ее работа может распространить принципы циркулярной экономики в строительном секторе, объединив преимущества 3D-печати и устойчивого производства бетона.

В рамках проекта команда ученых подготовила пять различных смесей со стеклянным наполнителем с разным соотношением стекла и песка и напечатала на 3D-принтере образцы бетона, используя каждый из этих составов. Далее они провели проверку прочности полученных конструкций на изгиб и оценили микроструктуру образцов с помощью рентгеновской томографии и сканирующей электронной микроскопии. Это позволило команде проанализировать распределение пор по размерам и пути распространения трещин в образцах после испытания.

Результаты показали, что, во-первых, интеграция частиц переработанного стекла увеличила пористость 3D-печатных образцов. Это было более очевидно при использовании крупных частиц стекла, чем мелких. Используя рентгеновскую визуализацию, исследователи смогли показать, что основным компонентом распространения трещин было наличие частиц стекла в пустотах.

Несмотря на это, прочность на изгиб 3D-печатных образцов действительно увеличилась на 25-33% при добавлении стеклянных частиц, но только в том случае, если пролет балки был перпендикулярен направлению печати. Когда пролет балки и направление печати были параллельны, было обнаружено, что частицы стекла снижают прочность на изгиб на 8-20%.

Более подробную информацию об исследовании можно найти в статье "3D-printed concrete with recycled glass: Effect of glass gradation on flexural strength and microstructure".