研究人员在柏林技术大学（柏林图）和布鲁内尔大学已经提出了将3D打印混凝土变成更强大，环保的建筑材料的方法。
通过部分代替波特兰水泥中的沙子，用于用回收的玻璃，石灰石和塑料填充剂制成混凝土，该团队已经大大提高了其强度和导热率。工程师已经将其新颖的材料部署到了3D打印的墙壁上，他说，随着进一步的研发，它最终可以用来建立未来越来越多的建筑物。
研究人员“目前使用大量天然沙子来满足世界上对混凝土的满足感，这是对环境的巨大成本。”告诉对话。“我们的新研究提出了一种遏制这种影响的方法。我们的研究表明，超轻量级，隔热良好的3D建筑物是可能的 - 这可能是我们迈向净零的任务迈出的至关重要的一步。”
改善混凝土的可持续性
通常，混凝土由水泥，水和沙子等骨料混合制成，但后者通常来自河床和海滩不可持续的。更重要的是，根据研究人员的说法，经常添加大量昂贵的混合物，以确保该水泥具有足够的流动性和可建造可用于3D打印的功能，从而提高了其用于构建的任何结构的成本。
为了解决这些缺点，已经进行了大量研究，以用各种不同的填充剂或天然聚集体代替水泥中的粘合剂。例如，在2020年，一个团队汤吉大学证明有可能添加从拆除中回收的沙子代替水泥，不影响其印刷属性，尽管以影响其可工具的修改为代价。
同样，工程师在NTU新加坡以前已经证明了将废玻璃掺入混凝土中，发现它改善了材料的流动性，但是在实际测试中，混合物仍然显示出弱的可建造性。
从这些方法中汲取灵感，盎格鲁 - 德国团队现在采用了回收的玻璃瓶，将它们压倒，洗净，干燥，磨碎并筛选它们，然后将它们混合到混凝土中。工程师还以测量的量为其混合物中添加了石灰石和微小的塑料球，这些塑料球的作用是可持续的粘合剂，这些粘合剂产生具有改善的热性能的结构。
更好地塑造未来的建筑物
最初，研究人员制定了六种不同的混凝土混合物，每种混凝土混合物由50至100％的玻璃废物骨料组成，然后将它们打印成40 x 40 x 40 x 160 mm的样品集。有趣的是，在这样做的过程中，团队发现他们的所有混合物都具有在打印后保持其形状所需的流动性，但是那些包含微球的人确实需要更长的时间才能塑造形状。
话虽这么说，工程师还发现，将这些轻质填充剂集成到它们的材料中，使其可以将其沉积到传统3D打印混凝土中的导热率低40％的样品中，而抗压强度测试表明，随着更多废物的浪费，它们的阻力实际上增加了引入了玻璃。
鉴于隔热的好处是减少需要始终如一温暖和冷却建筑物的需求的手段，因此团队将其材料视为帮助建造未来的低碳基础设施的理想选择。研究人员还认为，他们的混凝土可以释放3D打印的潜力，这是他们认为具有固有可持续性益处的技术。
研究人员总结说：“使用3D打印技术，我们可以在计算机上开发墙壁结构，将其转换为简单的代码，然后将其发送到要构造的3D打印机。”“ 3D打印机每天可以运行24小时，减少产生的废物量，并提高建筑工人的安全性。”
随着混凝土3D打印的继续朝着主流建设发展，早期市场领导者和研究人员的注意力已经开始完善技术背后的材料。与盎格鲁 - 德国研究人员类似RMIT大学也玩弄了将再生玻璃添加到混凝土中去年，发现所产生的材料具有强大的循环凭证。
与之合作cobod，建筑材料专家Cemex还开发了一种制作常规混凝土3D可打印，并有可能改善技术的可访问性。通过将其D.FAB混合物整合到日常混凝土中，该公司提出了一种材料，据说“瞬间增强形状”，它借出了大量的交货时间和施工成本最小的功能。
研究人员的发现在其论文中详细介绍了“3D可打印的轻质胶结复合材料，带有掺入废玻璃骨料和扩展的微球 - 流变，热和机械性能。”这项研究是由Karla Cuevas，Mehdi Chougan，Falk Martin，Seyed Hamidreza Ghaffar，Dietmar Stephan和Pawel Sikora共同撰写的。
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特色图像显示了由回收骨料部分制成的3D打印墙的部分。通过Tu柏林/布鲁内尔大学的Mehdi Chougan的照片。
