3D印刷局部土壤

与局部土壤的3D印花可以提供混凝土的低碳替代品吗?第1部分

无需长途运输或碳密集型生产技术,一项研究实验室正在尝试局部土壤,这些土壤可能提供更环保的道路
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raescarfó的插图

随着气候危机恶化,每个行业都必须估计其对环境的影响。据2017年,建筑和建筑行业占地球上所有人为碳排放的近40%的近40%世界绿色建筑委员会的一份报告。达到概述的目标巴黎协议当2015年水平相比,该行业需要将排放量减少30%。这是一个大规模的承诺,将在工业的几个方面需要数十亿美元的投资。

碳化碳创新的一个区域成熟是混凝土。欧宝科技最新版app下载这材料已变得无处不在在现代建筑实践中充分理体:它是可模塑,耐用的,可口,便宜且易于制造的。它也是大量碳密集型。根据a的说法,混凝土制造过程负责人工制造的二氧化碳排放量负责8%2018年的能源,环境和资源部门报告

就像几乎每一切努力脱碳我们的世界,就像脱碳混凝土行业的贬低,并且陷入困境和困难的现实。相反,进步可能是成千上万的微小步骤。

一个激进的解决方案

一个解决方案是根本不使用混凝土。在德克萨斯州A&M大学,一群研究人员正在调查使用当地土壤与3D印刷结合使用的可能性,以创造更多可持续建筑。

由于几个原因,使用当地土壤的前景是有吸引力的。对于一个,它消除了将混合物运送到工作机构的需要,这可能是令人难以置信的碳密集型。此外,研究人员的制造承载,可印刷,土壤混合物的方案不需要制造混凝土所需的巨大加热。

“定性地说,这是一个更好的混凝土替代品,”Aayushi Bajpayee说,博士说。德克萨斯州A&M大学的学生和2020年出版物的第一个描述该技术的作者。“首先,材料的产生不是碳阳性。土壤本质上存在,而你可以直接使用它,与混凝土不同,你必须把你从大自然中获得的东西放在巨大的窑内并加热它。“

近年来,3D印刷是一种用于自动化大量施工过程的有用技术,为低成本住房提供有希望的解决方案,特别是在迅速发展世界的地区。然而,迄今为止,该技术几乎完全依赖于混凝土作为承重材料的选择,如果技术捕获,可能会使未来碳排放量的大规模增加阶段。使用当地土壤作为混凝土的替代物将有效地允许Bajpayee和她的同事利用添加剂制造技术,而不会大规模增加行业的碳足迹。

挑战比比皆是

然而,土壤在地理区域上是令人难以置信的异构性和可变的。它们的范围从尘土飞扬和干燥到沼泽和潮湿,串联各种粘土,岩石,矿物质和生物材料混合。科学家的挑战是创造出不同化学方案的味道,可以适应地满足地球上几乎任何给定土壤类型的需求。

“If we go to a place where we don’t know what type of soil is present, we can do a quick analysis and see what type of contents are in the soils, and then, using the palette of admixtures and different modifiers, we can actually start tweaking our formulations a little and start printing in that spot,” Bajpayee said.

创建这样的系统依赖于理解从原子等级到英寸的比例的化学。在“概念证明”实验中,研究人员设法采取土壤 - 一系列博尔沃什系列粘土从大学站,德克萨斯州,并将其转换成可挤压的承重化合物,它们可以在其3D打印机中使用。Bajpayee表示,这种土壤的极其异质混合物使其成为极具挑战性的情况。

“我们证明我们可以将一些东西印刷为你的后院的土壤,所以从那里的任何东西都很容易,”她说。

有关此实验室的实验方法,请在2021年1月8日,继续关注本故事的第2部分。

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