Ученые перерабатывают отходы от сноса зданий в экологичный бетон для 3D-печати

В ходе первоначальных испытаний новый заменитель бетона продемонстрировал эффект самоподдерживающегося "скелета", что, возможно, придаст ему прочность и долговечность, необходимые для использования в тяжелых конструкциях.

Несмотря на то, что строительная 3D-печать все чаще используется для создания самых разнообразных объектов, использование традиционных материалов ограничивают возможности этой технологии. После печати существующие цементы отличаются слабым сцеплением, а создаваемые конструкции зачастую недостаточно армированы, поэтому этот метод часто применяется в рамках разовых архитектурных проектов с низким уровнем риска.

В обычных строительных смесях заполнители могут составлять более половины объема, однако использование первичных заполнителей, по мнению ученых, становится бременем для природных ресурсов.

В качестве альтернативы природным материалам для создания легкого печатаемого бетона австралийские и китайские ученые использовали переработанные отходы от сноса зданий, керамзит и пустынный песок. В процессе разработки рецептуры команда смешивала портландцемент, ультрадисперсный порошок кремнезема и поликарбоксилатный пластификатор для создания трех цементных смесей с разным размером частиц.

После определения оптимального состава смеси на портальном 3D-принтере размером 1,8 м x 1,8 м x 1,5 м были созданы три десятислойные тестовые структуры длиной 300 мм. Один из полученных образцов при этом продемонстрировал особенно низкую текучесть, что привело к появлению эффекта "скелета". Однако, все три смеси также показали высокий уровень усадки в течение первых 24 часов, причем больше всего ей были подвержены материалы с наименьшим содержанием керамзита.

Учитывая, что менее 5% бетона перерабатывается, материал, разработанный командой, в конечном итоге может помочь снизить воздействие строительной индустрии на окружающую среду.

"Ежегодно образующиеся отходы строительства и сноса составляют половину всех твердых городских отходов; это угрожает городской среде, - объясняют ученые в своей статье "3D printing eco-friendly concrete containing under-utilised and waste solids as aggregates". - Поиск экологически чистых решений важен для решения проблемы нехватки природных ресурсов и серьезного ухудшения экологической обстановки".