Naučnici sa tehnološkog univerziteta Naniang u Singapuru (NTU Singapur) razvili su metod 3D štampanja betona koji hvata ugljenik, demonstrirajući novi put za smanjenje uticaja građevinske industrije na životnu sredinu.
Inovativna metoda, detaljno opisana u časopisu Carbon Capture Science & Technology, ima za cilj da značajno smanji ugljenični otisak cementa — materijala odgovornog za 1,6 milijardi metričkih tona ugljen-dioksida (CO 2 ) ili oko 8% globalne emisije CO 2 — kroz niža upotreba materijala, skraćeno vreme izgradnje i zahtevi za radnom snagom.
Novorazvijeni proces 3D štampanja betona uključuje ubrizgavanje pare i CO 2 , zarobljenih kao nusproizvoda industrijskih procesa, u beton za mešanje, koji zatim direktno ugrađuje i skladišti CO 2 u betonsku strukturu. Rezultati su pokazali da je CO 2 i metoda ubrizgavanja pare poboljšala mehanička svojstva betona, nudeći povećanu čvrstoću u poređenju sa konvencionalnim 3D štampanim betonom.
Glavni istraživač studije, profesor Tan Ming Jen sa NTU škole za mašinsko i vazduhoplovstvo (MAE) i NTU Singapurskog centra za 3D štampanje (SC3DP), rekao je: „Građevinski i građevinski sektor izaziva značajan deo globalnih emisija gasova staklene bašte.“
„Naš novorazvijeni sistem za 3D štampanje betona nudi alternativu za smanjenje ugljenika tako što ne samo da poboljšava mehanička svojstva betona, već i doprinosi smanjenju uticaja sektora na životnu sredinu. On pokazuje mogućnost korišćenja CO 2 proizvedenog u elektranama ili drugim industrijama za 3D Štampanje na betonu Pošto tradicionalni cement emituje mnogo ugljenika, naš metod nudi način da se vrati CO 2 kroz 3D štampanje betona.
Istraživački tim veruje da njihova inovacija predstavlja obećavajući doprinos postizanju globalnih ciljeva održivog razvoja i smanjenju oslanjanja industrije na konvencionalne energetski intenzivne procese kao što je konstrukcija od armiranog betona. Novi razvoj se zasniva na prethodnom 3D štampanju za građevinsko istraživanje profesora Tana i njegovog tima u NTU-ovom SC3DP, kao i međunarodnih saradnika.
Da bi razvio svoj sistem za 3D štampanje betona, istraživački tim je povezao 3D štampač sa CO 2 pumpama i mlazom koji raspršuje paru. Kada se aktivira, sistem pumpa CO 2 i paru u betonsku mešavinu dok se struktura štampa. CO 2 reaguje sa komponentama u betonu, pretvarajući se u čvrsti oblik koji ostaje zaključan unutar materijala (izolovan i uskladišten).
Istovremeno, para poboljšava apsorpciju CO 2 u 3D štampanu strukturu, poboljšavajući njena svojstva. U laboratorijskim testovima, istraživači su otkrili da je štampana betonska struktura pokazala 50% poboljšanja u mogućnosti štampanja – što znači da se može oblikovati i štampati efikasnije.
Struktura je takođe pokazala bolju snagu i izdržljivost. Štampani beton je bio do 36,8% jači na kompresiju (koliku težinu može da podnese) i do 45,3% jači na savijanje (koliko se može savijati pre loma) u poređenju sa običnim 3D štampanim betonom.
Primetno je da je metoda takođe zelenija, apsorbuje i zadržava 38% više ugljen-dioksida u poređenju sa tradicionalnim metodama 3D štampanja.
Prvi autor Lim Sean Gip, Ph.D. Kandidat sa NTU škole MAE, rekao je: „Nalazimo se u kritičnom trenutku kada svet ubrzava napore da ispuni ciljeve klimatskih promena. Verujemo da bi naša tehnologija mogla da doprinese da građevinska industrija postane održivija.“
Koautor, dr Danijel Tej, naučni saradnik sa NTU škole MAE, rekao je: „Naš predloženi sistem pokazuje kako bi hvatanje ugljen-dioksida i njegovo korišćenje u 3D štampanju betona moglo da dovede do jačih, ekološki prihvatljivijih zgrada, unapređujući građevinsku tehnologiju.“
