Команде из Технического университета Берлина и Лондонского университета Брунеля в своем исследовании удалось до 40% уменьшить вес бетона, заменив часть или весь природный заполнитель на переработанное мусорное стекло.

Читайте также Китайский термоядерный реактор установил новый мировой рекорд продолжительности содержания плазмы

Интересно, что новый легкий материал отвечает современным требованиям ЕС по изоляции, но благодаря способности использования в процессе 3D-печати является более универсальным, чем обычные материалы.

3D-печать – это своего рода революционная технология, которая на самом деле может изменить способ восприятия строительства и дать нам большую геометрическую свободу, чтобы теоретически строить все что угодно. Благодаря своей фантазии вы можете свободно проектировать любую структуру,
– объясняет руководитель исследования и научный сотрудник Берлинского технического университета Павел Сикора.


Дома в США, построенные 3-D принтером / Фото New York Post

Какие проблемы решает новый бетон

Как отмечает Сикора, в традиционном производстве бетона существуют 2 основные экологические проблемы. Первая – вклад материала в антропогенные изменения климата. По данным Bloomberg, цементная промышленность отвечает за 8% мировых выбросов углекислого газа. А The Guardian в 2019 году назвал бетон "самым разрушительным материалом на Земле".

Во-вторых, у нас есть большая проблема с природным песком. Мы должны искать решение, как найти альтернативы песку, прежде чем он станет глобальной проблемой,
– продолжил Сикора.

Он и его коллеги уверены, что бетон, изготовленный из переработанных материалов и отходов, может облегчить нагрузку на новые природные ресурсы, которых становится все меньше.

Преимущества нового бетона

По словам исследователя, принадлежность нового строительного материала к трехмерной печати может снизить количество отходов. Например, для заливки бетона в форму зданию не нужен каркас, что уменьшает количество материалов, необходимых для фундамента или бетонной стены. Также установка здания требует меньшего физического труда, поскольку машина выдавливает материал в заранее определенную форму.

Кроме того, соавторы обнаружили, что замена 50% природного заполнителя на мусорное стекло привела к получению композиционного материала с большей прочностью на изгиб и сжатие, чем традиционный бетон. Сикора и его команда также заменили примерно 30% цемента на известковый порошок.


Мусорное стекло / Фото vetropack

Ученый объясняет, что стекло и известняковый порошок не только уменьшают плотность конечного материала, но и одновременно снижают его теплопроводность, улучшая изоляционные свойства. И хотя менее плотные материалы, как правило, не слишком прочны, новый легкий бетон уникален тем, что он способен обеспечить целостность конструкции.

Стоит заметить, что команда попыталась полностью заменить базальтовый заполнитель на мусорное стекло, однако материал фактически потерял некоторую прочность композита. Из-за этого они рекомендовали использовать 50% стеклянных отходов для будущего легкого бетона, который печатается на 3D.


3-D принтер печатает дом / Фото New York Post

Кроме пользы в возведении больших домов, Сикора рассматривает технологию 3D-печати как потенциально важный аспект для краткосрочных операций по оказанию помощи в чрезвычайных ситуациях. Например, если произойдет землетрясение или другая катастрофа, можно будет очень быстро построить убежища для людей.