Команді з Технічного університету Берліна та Лондонського університету Брунеля у своєму дослідженні вдалося до 40% зменшити вагу бетону, замінивши частину або весь природний заповнювач на перероблене сміттєве скло.

Читайте також Китайський термоядерний реактор встановив новий світовий рекорд тривалості утримання плазми

Цікаво, що новий легкий матеріал відповідає сучасним вимогам ЄС щодо ізоляції, але завдяки здатності використання у процесі 3D-друку є більш універсальним, ніж звичайні матеріали.

3D-друк – це свого роду революційна технологія, яка насправді може змінити спосіб сприйняття будівництва і дати нам велику геометричну свободу, щоб теоретично будувати все, що завгодно. Завдяки своїй фантазії ви можете вільно проєктувати будь-яку структуру,
– пояснює керівник дослідження та науковий співробітник Берлінського технічного університету Павел Сікора.


Будинки у США, побудовані 3-D принтером / Фото New York Post

Які проблеми вирішує новий бетон

Як зазначає Сікора, у традиційному виробництві бетону існують 2 основні екологічні проблеми. Перша – внесок матеріалу в антропогенні зміни клімату. За даними Bloomberg, цементна промисловість відповідає за 8% світових викидів вуглекислого газу. А The Guardian у 2019 році назвав бетон "найбільш руйнівним матеріалом на Землі".

По-друге, у нас є велика проблема з природним піском. Ми повинні шукати рішення, як знайти альтернативи піску, перш ніж він стане глобальною проблемою,
– продовжив Сікора.

Він та його колеги впевнені, що бетон, виготовлений з перероблених матеріалів та відходів, може полегшити навантаження на нові природні ресурси, яких стає все менше.

Переваги нового бетону

За словами дослідника, приналежність нового будівельного матеріалу до тривимірного друку може знизити кількість відходів. Наприклад, для заливки бетону у форму будівлі не потрібен каркас, що зменшує кількість матеріалів, необхідних для фундаменту чи цементної стіни. Також встановлення будівлі вимагає меншої фізичної праці, оскільки машина видавлює матеріал у заздалегідь визначену форму.

Крім того, співавтори виявили, що заміна 50% природного заповнювача на сміттєве скло, призвела до отримання композиційного матеріалу з більшою міцністю на вигин і стиск, ніж традиційний бетон. Сікора та його команда також замінили приблизно 30% цементу на вапняковий порошок.


Сміттєве скло / Фото vetropack

Науковець пояснює, що скло та вапняковий порошок не лише зменшують щільність кінцевого матеріалу, а й одночасно знижують його теплопровідність, покращуючи ізоляційні властивості. І хоча менш щільні матеріали, як правило, не надто міцні, новий легкий бетон унікальний тим, що він здатен забезпечити цілісність конструкції.

Варто зауважити, що команда спробувала повністю замінити базальтовий заповнювач на сміттєве скло, однак матеріал фактично втратив деяку міцність композиту. Через це вони рекомендували використовувати 50% скляних відходів для майбутнього легкого бетону, що друкується на 3D.


3-D принтер друкує будинок / Фото New York Post

Окрім користі у зведенні великих будинків, Сікора розглядає технологію 3D-друку як потенційно важливий аспект для короткострокових операцій з надання допомоги у надзвичайних ситуаціях. Наприклад, якщо станеться землетрус чи інша катастрофа, можна буде дуже швидко збудувати притулки для людей.