Znanstveniki tiskajo beton z zdrobljenim steklom namesto s peskom

Raziskovalci s tehnološke univerze Nanyang v Singapurju (NTU Singapore) so odkrili, kako uporabiti reciklirano steklo v 3D-tiskanju namesto peska, kar odpira vrata bolj trajnostnim betonskim konstrukcijam.

Uporabili so mešanico recikliranega stekla, komercialnih cementnih izdelkov, vode in dodatkov za tiskanje 40 cm visoke betonske klopi, ki je prestala tlačne in trdnostne teste ter pokazala “odlično” gradbenost ter ekstrudabilnost.

Pravijo, da gre za prvi uspešen tisk konstrukcije z betonom na osnovi stekla. Steklo je mogoče 100 % reciklirati brez zmanjšanja kakovosti, vendar je to ena izmed najmanj recikliranih vrst odpadkov v Singapurju.

Po podatkih Nacionalne agencije za okolje Singapurja je bilo recikliranih le 13 % od 74.000 ton steklenih odpadkov, ki so nastali lani. Večino steklenih odpadkov sežgejo, preden jih odvržejo na odlagališča.

Hkrati se svet zaradi hitre urbanizacije sooča s pomanjkanjem peska, podnebni znanstveniki pa ga imenujejo eden največjih trajnostnih izzivov 21. stoletja, ki povzroča onesnaževanje, poplave in erozijo morskih habitatov.

Na spodnjem kratkem video posnetku si oglejte, kako se tiska stekleno-betonsko klop.

“Glavni izziv pri oblikovanju betonskih mešanic za 3D tiskanje je ugotoviti, koliko vsake komponente dodati, da dobimo strukturno trden izdelek z minimalnimi napakami,” je dejal glavni raziskovalec profesor Tan Ming Jen. “Naša ekipa je pripravila izvedljivo formulo, ki prvič dokazuje, da je steklo res mogoče uporabiti za 3D-tiskanje klopi z odlično strukturno celovitostjo.”

“Raziskava ponazarja tudi koncept krožnega gospodarstva,” je dodal in opozoril, da je 70 % stekla sestavljenega iz silicijevega dioksida, ki prihaja iz peska.

“Naše raziskave v bistvu vrnejo silicijev dioksid, ki ga najdemo v steklu, da bi ga ponovno uporabili kot pesek v naši betonski mešanici za 3D tiskanje.”
Tan je leta 2019 vodil projekt tiskanja kopalniškega podstavka v 12 urah, kar je po njegovih besedah približno polovica časa, potrebnega za običajno gradnjo iste strukture.

Tiskali so 40 cm visoko betonsko klop, ki je prestala tlačne in trdnostne teste. Raziskovalec Andrew Ting je dejal: “Glede na to, da se pesek izkorišča veliko hitreje, kot ga je mogoče naravno pridobiti, postaja možnost uporabe recikliranega stekla v gradbeništvu vse bolj privlačna. Verjamemo, da ima naš razvoj velik potencial za razbremenitev povpraševanja po pesku v tem sektorju v prihodnosti.”

Raziskovalci so ugotovili, da je steklo naravno hidrofobno – kar pomeni, da ne absorbira vode –, da je za izdelavo betonske mešanice, primerne za 3D tiskanje, potrebno manj vode. V poskusu je bilo uporabljeno reciklirano steklo, zdrobljeno na različne velikosti delcev, od srednje do super finih. Da bi omogočili tiskanje, je ekipa prilagodila krmilne sisteme 3D tiskalnika, da se ujemajo s hitrostjo pretoka šobe z lastnostmi strjevanja betona.

Tiskanje je bilo izvedeno v eni seji z uporabo 4-osnega portalnega robotskega tiskalnika, ki ima prostornino tiskanja 1,2 metra x 1,2 metra x 1 meter.

V sodelovanju s singapurskim start-up podjetjem Soda Lemon bodo raziskovalci preučili tiskanje večjih struktur s steklenim betonom.

Vir članka:
globalconstructionview.com