Ngành xây dựng hiện đang phải đối mặt với hai thách thức lớn: nhu cầu về cơ sở hạ tầng bền vững và nhu cầu sửa chữa các tòa nhà, cầu và đường đang xuống cấp. Trong khi bê tông là vật liệu được lựa chọn cho nhiều dự án xây dựng, nó có lượng khí thải carbon lớn, dẫn đến lãng phí và tiêu tốn năng lượng cao. Ngày nay, các nhà nghiên cứu báo cáo tiến độ hướng tới một loại vật liệu xây dựng bền vững được làm từ đất địa phương, sử dụng máy in 3D để tạo ra cấu trúc chịu lực.
Ngói phụ kiện DIC-LONG AN : ngói rìa, ngói nóc, ngói cuối nóc...
Các nhà nghiên cứu sẽ trình bày kết quả của họ hôm nay tại Hội nghị & Triển lãm Ảo Mùa thu 2020 của Hiệp hội Hóa học Hoa Kỳ (ACS). ACS sẽ tổ chức cuộc họp đến hết thứ Năm. Nó có hơn 6.000 bài thuyết trình về một loạt các chủ đề khoa học.
Sarbajit Banerjee, Ph.D., điều tra viên chính của dự án cho biết: “Tác động môi trường của ngành xây dựng là một vấn đề ngày càng được quan tâm. "Một số nhà nghiên cứu đã chuyển sang sản xuất phụ gia hoặc xây dựng cấu trúc từng lớp, thường được thực hiện bằng máy in 3D. Sự tiến bộ đó đã bắt đầu chuyển đổi lĩnh vực này về mặt giảm thiểu chất thải, nhưng các vật liệu được sử dụng trong quá trình này cần phải bền vững cũng."
Ví dụ, các dự án xây dựng sử dụng các lớp bê tông ép đùn đã làm nổi bật tiềm năng của việc sản xuất phụ gia cho các cấu trúc xây dựng một cách nhanh chóng và rẻ tiền. Tuy nhiên, theo Cơ quan Năng lượng Quốc tế, hoạt động sản xuất bê tông chịu trách nhiệm cho khoảng 7% lượng khí thải carbon dioxide và không thể tái chế.
Aayushi Bajpayee, một nghiên cứu sinh tại phòng thí nghiệm của Banerjee tại Đại học Texas A&M, cho biết: “Trong lịch sử, con người thường xây dựng bằng vật liệu có nguồn gốc địa phương, chẳng hạn như gạch nung, nhưng việc chuyển sang bê tông đã làm nảy sinh nhiều vấn đề về môi trường. Cô ấy đang trình bày tác phẩm tại cuộc họp. "Suy nghĩ của chúng tôi là quay ngược đồng hồ và tìm cách điều chỉnh vật liệu từ sân sau của chúng tôi như một vật liệu thay thế tiềm năng cho bê tông."
Một lợi thế của việc sử dụng đất địa phương trong xây dựng là vật liệu sẽ không cần phải sản xuất và vận chuyển đến địa điểm xây dựng, giảm cả chi phí và tác hại đến môi trường. Banerjee và Bajpayee cũng nói rằng sản xuất phụ gia với đất một ngày nào đó có thể được sử dụng bên ngoài Trái đất, để tạo ra các khu định cư trên mặt trăng hoặc thậm chí sao Hỏa.
Đất thường được phân loại theo các lớp vật liệu mà nó bao gồm, bắt đầu từ lớp hữu cơ trên cùng nơi thực vật phát triển và kết thúc ở lớp nền cứng của vỏ trái đất. Bên dưới lớp hữu cơ ban đầu là đất sét, tạo cho đất đặc tính dẻo, có thể nặn được mà các nhà nghiên cứu đã tận dụng trong dự án của họ.
Các nhà nghiên cứu bắt đầu bằng cách thu thập các mẫu đất từ sân sau của một đồng nghiệp và điều chỉnh vật liệu bằng một loại phụ gia mới thân thiện với môi trường để chúng liên kết với nhau và dễ dàng đùn qua máy in 3D. Bởi vì các loại đất khác nhau rất nhiều theo vị trí, mục đích của họ là có một "bộ công cụ" hóa học có thể biến đổi bất kỳ loại đất nào thành vật liệu xây dựng có thể in được. Từ đó Bajpayee đã xây dựng các cấu trúc thử nghiệm quy mô nhỏ, các hình khối có kích thước hai inch trên mỗi cạnh, để xem vật liệu hoạt động như thế nào khi đùn thành các lớp xếp chồng lên nhau.
Bước tiếp theo là đảm bảo rằng hỗn hợp chịu tải, nghĩa là nó sẽ chịu được trọng lượng của các lớp cũng như các vật liệu khác được sử dụng trong xây dựng như thép cây và vật liệu cách nhiệt. Để giải quyết vấn đề này, các nhà nghiên cứu đã tăng cường hỗn hợp đất sét bằng cách "kéo khóa" các lớp siêu nhỏ trên bề mặt của nó để ngăn nó hấp thụ nước và giãn nở, điều này sẽ làm ảnh hưởng đến cấu trúc in. Với phương pháp này, các nhà nghiên cứu đã chỉ ra rằng vật liệu có thể giữ trọng lượng gấp đôi so với hỗn hợp đất sét không biến tính.
Tiếp theo, nhóm có kế hoạch cải thiện khả năng chịu tải của đất để mở rộng quy mô kết cấu thử nghiệm và tiến gần đến việc thay thế bê tông nhất có thể. Ngoài ra, họ đang thu thập dữ liệu để xem liệu các cấu trúc in 3D này có thân thiện với môi trường như họ hình dung hay không, đặc biệt là về lượng khí thải carbon và tiềm năng tái chế. Khi họ có một bức tranh rõ ràng hơn về hóa học, chức năng và tính khả thi của việc xây dựng bằng đất địa phương, họ có kế hoạch khám phá thêm về cách công nghệ này có thể được sử dụng bên ngoài hành tinh của chúng ta.
Các nhà nghiên cứu ghi nhận sự hỗ trợ và tài trợ từ Chương trình X-Grants tại Đại học Texas A&M.
Ngói lợp DIC-LONG AN đa dạng, được sản xuất theo công nghệ Nhật Bản, máy móc hiện đại.
0 nhận xét: