Материјал базиран на глина, биојаглен и акриламидно врзивно средство достигнува 17 MPa за три дена и над 40 MPa за десет, без портланд цемент, што го прави идеален за 3Д печатење.
Иако често слушаме дека 3Д печатењето бетонски куќи го забрзува процесот на градење, сепак потребни се до 28 дена за бетонот целосно да ја развие својата компресивна цврстина. Овој нов материјал за печатење е подготвен за употреба за само три дена.
Оваа значајна разлика во споредба со сегашните мешавини ја направи истражувачки тим од Државниот универзитет во Орегон, САД, составен од доцентот Девин Роуч, докторантот Николас Гонсалвес и нивните соработници.
Како што е познато, бетонот се состои од три дела: вода, агрегати како песок или чакал и цемент, кој сè врзува заедно. Хидратацијата на цементот и развојот на цврстината на бетонот траат со недели, а стандардната компресивна цврстина се мери по 28 дена.
Традиционалниот портланд цемент се прави со мелење варовник и други суровини, а потоа загревање на добиениот прав на температури до 1.450 °C. За жал, процесите што произведуваат толку многу топлина ослободуваат големи количини јаглерод диоксид.
Дополнително, кога загреаниот варовник се претвора во цемент преку процес познат како калцинација, тој ослободува заробен CO₂ како нуспроизвод. Се проценува дека комбинацијата од овој CO₂ и CO₂ произведен со загревање е одговорна за 5% до 8% од сите стакленички гасови предизвикани од човекот.
Новиот материјал за 3D печатење се состои главно од глинеста почва збогатена со влакна од коноп, песок и биојаглен.
За да се елиминираат повеќекратните негативни ефекти од цементот, научниците во Орегон дизајнираа нов материјал за 3D печатење. Тој се состои главно од глинеста почва збогатена со влакна од коноп, песок и биојаглен.
Биојагленот е материјал сличен на јаглен направен со пиролиза, процес во кој дрвото и другите органски материи се загреваат во отсуство на кислород. Најважно е што наместо портланд цемент, новиот материјал користи врзивно средство на база на акриламид, активирано со топлина.
Во хемиска реакција позната како фронтална полимеризација ова врзивно средство го започнува процесот на стврднување штом смесата излезе од млазницата за печатење. Ова е уште една добра работа, бидејќи го прави доволно цврст за печатење преку неподдржани празнини, како што се врвовите на отворите на прозорците.
„Материјалот има јачина од 3 MPa веднаш по печатењето, што овозможува изградба на премостени елементи без привремени потпори. Достигнува над 17 MPa за само три дена, додека традиционалниот бетон трае до 28 дена“, објаснува Роуч.
Иако е можно да се гради врз истурениот материјал по само три дена, потребни се осум до десет дена за целосно стврднување, достигнувајќи јачина од повеќе од 40 мегапаскали.
Научниците сега работат на намалување на цената на материјалот, кој во моментов е поскап од стандардните мешавини за бетон.
Истражувањето неодамна беше објавено во списанието Advanced Composites and Hybrid Materials.
