NTU(新加坡南洋理工大學)的研究人員用浮塵(燃煤殘灰)製造3D列印地聚合物砂漿。
砂漿中添加了鋼渣和一些化學物質。
燃煤可能不是供熱的最佳選擇,
NTU的研究人員正準備變廢為寶, 將煤灰用於3D列印建材。
經過兩年的研究, 由譚明仁(一名機械航空工程學院的研究人員)領導的團隊最近在《清潔生產和材料快報》上發表了調查結果。
儘管像中國這樣的國家正大力宣導清潔發電, 用更綠色的替代品, 如核能和風能, 世界上每天依然有大量的煤炭燃燒, 同時也將產生大量的副產品, 以垃圾填埋或其他方式進行處置。
這時, NTU的研究人員從煤灰裡看到了機會。
把煤灰、鋼渣和一些化學物質混合後, 研究人員就能得到一種3D列印的地聚合物砂漿, 這種砂漿對大型堅固的3D列印混凝土建築物有加固作用。 它們認為, 說不定這就會是3D列印的未來。
當然, 生產流程和時間設定都是巨大的挑戰。 但是該團隊認為, 這種混凝土採用可再生物質作為原料, 還是比較有希望生產出來的。
研究團隊是從印度的一個煤電廠收集煤灰的, 他們說殘渣也可以從別的地方收集,
研究人員還在考慮將其研究結果落實到附近居民區。 新加坡的Semakau島上只有一個垃圾處理場所, 預計在2035年前關閉。 考慮到以垃圾為原料可以製造煤灰, 煤灰又能為這種新的3D列印材料提供原料, 研究人員表示大可不必這麼早關閉垃圾場。 於是另一個垃圾場的關閉日期得以推遲。
更重要的是, 3D列印混凝土也可能幫建築業減少碳排放, 因為不需要源源不斷地引進新的材料。 目前, 用在混凝土生產上的碳排放量占世界二氧化碳排放量的5%左右。
然而, 最大的問題是這種回收混凝土混合料是否與常規混凝土一樣。
研究人員的測試表明, 只要設計出實用的產品, 3D列印的混凝土也可以同樣堅固。 這是因為“3D列印地聚合物的機械性能”主要取決於列印工藝中各向異性的載入方向。
但是, 研究人員認為, 將來他們研發的材料可能會比鋼筋混凝土更堅固。 雖然他們不知道他們將如何實現這一目標, 但研究人員依然在繼續研發更為物美價廉的產品。
在已發表的研究中,研究人員還討論了一些亟待解決的問題,比如怎麼解決懸掛支撐的穩定性問題。他們說,要解決這個問題可以選擇有支撐力的結構,而更容易定型的地聚合物混合物也可以減少對支撐結構的依賴。
幸運的是,去年,NTU向某家3D列印中心投入3070萬美元,混凝土3D列印也是其重點關注領域之一。
該研究《可持續建築環境中的地質聚合物的添加劑製造》已經發表。作者是Biranchi Panda,Suvash Chandra Paul,Lim Jian Hui,Yi Wei Daniel Tay和譚明仁。
在已發表的研究中,研究人員還討論了一些亟待解決的問題,比如怎麼解決懸掛支撐的穩定性問題。他們說,要解決這個問題可以選擇有支撐力的結構,而更容易定型的地聚合物混合物也可以減少對支撐結構的依賴。
幸運的是,去年,NTU向某家3D列印中心投入3070萬美元,混凝土3D列印也是其重點關注領域之一。
該研究《可持續建築環境中的地質聚合物的添加劑製造》已經發表。作者是Biranchi Panda,Suvash Chandra Paul,Lim Jian Hui,Yi Wei Daniel Tay和譚明仁。