Revolučný betón tvrdne okamžite už počas tlače

KĽÚČOVÉ ZISTENIA:

• Materiál tuhne okamžite vďaka čelnej polymerizácii.

• Obsahuje biochar a konopné vlákna namiesto cementu.

• Dosahuje pevnosť 40 megapascalov po úplnom vytvrdnutí.

Vedecký tím z Oregonskej štátnej univerzity vyvinul prelomovú alternatívu k betónu, ktorá je špeciálne navrhnutá pre potreby 3D tlače v stavebníctve. Nový materiál rieši dva hlavné problémy súčasného betónu: dlhý čas tvrdnutia a vysokú uhlíkovú stopu spojenú s výrobou cementu.

Namiesto tradičného portlandského cementu využíva zmes ílovej pôdy, piesku, konopných vlákien a biouhlia, známeho ako biochar. Kľúčovou inováciou je použitie špeciálneho spojiva na báze akrylamidu, ktoré umožňuje využiť chemický proces nazývaný čelná polymerizácia.

Tento proces sa spúšťa tepelne priamo v tlačovej dýze, čo spôsobuje, že materiál začne tuhnúť okamžite po vytlačení. Vďaka tomu si vytlačená vrstva okamžite zachováva svoj tvar a pevnosť bez potreby debnenia alebo dlhého čakania na vytvrdnutie spodných vrstiev.

^{Zdroj foto: Oregon State University}

Materiál dosahuje takzvanú stavebnú pevnosť 3 megapascale ihneď po vytlačení, čo je dostatočné na to, aby uniesol váhu ďalších vrstiev. To umožňuje tlačiť zložité štruktúry, ako sú previsy alebo vrchné časti okenných otvorov, bez nutnosti inštalácie dodatočných podpier.

Táto vlastnosť výrazne zrýchľuje proces výstavby a znižuje množstvo odpadového materiálu na stavenisku.

Hoci je počiatočná pevnosť dostatočná na stavbu, materiál ďalej dozrieva a svoju finálnu pevnosť nadobúda v priebehu nasledujúcich dní. Už po troch dňoch presahuje pevnosť 17 megapascalov, čo je štandard vyžadovaný pre rezidenčné stavby. Po úplnom vytvrdnutí, ktoré trvá 8 až 10 dní, dosahuje hodnotu cez 40 megapascalov, pričom tradičný betón potrebuje na dosiahnutie plnej pevnosti až 28 dní.

Ekologický prínos spočíva v úplnom nahradení cementu, ktorého výroba je zodpovedná za približne 8 percent globálnych emisií oxidu uhličitého.

Biouhlie použité v zmesi sa vyrába pyrolýzou organickej biomasy, čím v sebe dlhodobo viaže uhlík, ktorý by sa inak uvoľnil do atmosféry. Výskumníci pod vedením asistenta profesora Devina Roacha sa teraz zameriavajú na zníženie výrobnej ceny spojiva, aby bol tento materiál konkurencieschopný aj cenovo.

PREČO JE TO DÔLEŽITÉ:

Technológia umožňuje rýchlu a ekologickú výstavbu domov pomocou 3D tlače, pričom eliminuje potrebu toxického cementu a skracuje čas výstavby z týždňov na dni, čo môže pomôcť pri riešení globálnej bytovej krízy.

^{Zdroj: newatlas.com foto: Oregon State University}

Zobrazit Galériu