Вплив будівельної галузі на довкілля викликає дедалі більше занепокоєння. Деякі
дослідники звернулися до адитивноговиробництву чи побудові структур шар за шаром, що часто робиться за допомогою 3D-принтера. Цей прогрес почав перетворювати сектор будівництва з погляду скорочення відходів, але матеріали, які у процесі, також мають бути екологічними.Сарбаджит Банерджі, доктор філософії, головний дослідник проекту.
Наприклад, будівельні проекти з використаннямбетону продемонстрували потенціал адитивного виробництва будівельних конструкцій швидко і дешево. Проте, за даними Міжнародного енергетичного агентства, виробництво бетону є причиною приблизно 7% викидів вуглекислого газу.
Історично люди будували з місцевих матеріалів,таких як саман, але перехід до бетону викликав безліч екологічних проблем. Основна думка вчених полягала в тому, щоб повернути час назад і знайти спосіб адаптувати матеріали «з наших дворів» в якості потенційної заміни бетону, пояснюють дослідники.
Перевага використання місцевого грунту вбудівництві полягає в тому, що матеріали не потрібно буде виробляти і транспортувати на будівельний майданчик, що знижує як витрати, так і шкоди навколишньому середовищу. Також кажуть, що адитивна виробництво з використанням грунту одного разу може бути використано за межами Землі для створення поселень на Місяці або навіть Марсі.
Грунт зазвичай класифікується за верствамматеріалів, які вона включає, починаючи з верхнього органічного шару, де ростуть рослини, і закінчуючи твердою основою земної кори. Під початковим органічним шаром знаходиться глина, яка надає грунті пластичний характер, який дослідники використовували в своєму проекті.
Дослідники почали зі збору зразків ґрунту назадньому дворі свого колеги і обробки матеріалу з нової екологічно чистої добавкою, щоб він зв'язувався разом і легко піддавався екструзії через 3D-принтер. Оскільки грунту сильно розрізняються залежно від місця розташування, їх мета полягала в тому, щоб мати хімічний «інструментарій», який міг би перетворити будь-який тип ґрунту в придатний для друку будівельний матеріал.
Вчені розробили метод 3D-друку конструкцій з місцевого ґрунту
Наступним кроком було переконатися, що сумішвитримує навантаження, а це означає, що конструкція може витримати вагу шарів, а також інших матеріалів, які використовуються в будівництві, таких як арматура і ізоляція. Щоб допомогти в цьому, дослідники посилили глиняну суміш, «застогнав» мікроскопічні шари на її поверхні, щоб запобігти поглинання води і розширення, яке може поставити під загрозу друковану структуру. За допомогою цього методу дослідники показали, що матеріал може утримувати вдвічі більшу вагу, ніж немодифіковані глиняна суміш.
Потім команда вчених планує поліпшити несучуздатність грунту, щоб розширити свої випробувальні конструкції і максимально наблизитися до заміни бетону. Крім того, вони збирають дані, щоб зрозуміти, чи є ці тривимірні друковані конструкції такими ж екологічно чистими, як вони припускають, особливо з точки зору вуглецевого сліду і потенціалу вторинної переробки. Як тільки вони отримають краще уявлення про хімічний склад, функціональності і можливості будівництва з використанням місцевих ґрунтів, то планують продовжити вивчення використання цієї технології за межами нашої планети.
Читати також
Російські фізики вивчили умови, при яких не працює третій закон Ньютона
Після введення російської вакцини у добровольців знайшли 144 побічних ефекту
Вчені дізналися склад астероїда невідомого походження Оумуамуа