amerikali
Yeni Üye
Binaların 3D baskısı: Uçucu külden yapılan CO₂ içermeyen harç
Beton üretimi, dünyadaki CO’nun yaklaşık yüzde sekizine neden oluyor2– Emisyonlar. Binaların 3D baskısı – en azından teoride – bir gelişme vaat ediyor: duvarlar ve tavanlar daha fazla yük taşıyacak şekilde tasarlanabileceğinden, daha az malzeme gerektiriyor.
Reklamcılık
Ancak bunun tam tersi bir etki de var: Harcın 3D baskı ile çok hızlı priz alması gerektiğinden, hızla sertleşen daha yüksek oranda çimentoya ihtiyaç duyuyor ve bu özellikle iklim için zararlı. Sonuç olarak, 3D baskılı beton genellikle geleneksel olanlardan daha fazla sera gazına neden olur.
Münih Uygulamalı Bilimler Üniversitesi’nde inşaat malzemeleri ve inşaat kimyası profesörü Thorsten Stengel, “3D baskıyı eleştirenler şu anda hala haklı” diyor. “Ancak araştırma kesinlikle daha az bağlayıcı madde kullanma yönünde ilerliyor.”
Bunun bir örneği Teksas’ta kurulan Hive3D şirketidir. Ortakları Eco Material ve Green Cement ile bir CO’ya sahiptir.2-3D baskı için zayıf harç. O CO gerekir2-Daha ucuz ve daha sağlam olurken, geleneksel harçla karşılaştırıldığında ayak izini yüzde 93 oranında azaltın.
Yeni çimento formülü için iklim nötr kalıntılar
Harçla ilgili özel olan şey: Bağlayıcı olarak kireç bazlı “Portland” çimentosu kullanılmaz, bu da özellikle büyük miktarda CO üretir.2 bırakır, ancak puzolan adı verilen sözde “jeopolimer”. Bu, farklı, çoğunlukla silikon bazlı minerallerin bir karışımıdır. Adını Napoli yakınlarındaki Pozzuoli kasabasından almıştır. Eski Romalılar bile oradaki volkanik külden puzolan çıkardılar ve “Opus caementicium” ile karıştırdılar. Bunu yaparken, binlerce yıldır ayakta kalan Pantheon gibi binalar yarattılar.
Bugün bile puzolan, çimento için yaygın olarak kullanılan bir katkı maddesidir. Bununla birlikte, genellikle artık volkanik yataklardan değil, kömürle çalışan elektrik santrallerinden çıkan uçucu külden veya çelik fabrikalarından çıkan yüksek fırın cüruflarından elde edilmektedir. Ortalama olarak, Avrupa’daki çimentonun yaklaşık yarısı bu tür iklim-nötr kalıntılardan oluşmaktadır. Daha yüksek oranlarda Portland çimentosu, yalnızca özellikle yüksek gereksinimler söz konusu olduğunda kullanılır – örneğin 3D baskı gibi.
Reklamcılık
Bununla birlikte, Portland çimentosu genellikle tamamen değiştirilemez. Thorsten Stengel, “Pozolan tozunu suyla karıştırırsanız, ilk başta hiçbir şey olmaz” diyor. “Tepki vermesi için bir aktivatöre ihtiyacı var – örneğin güçlü bir sodalı su şeklinde.” Portland çimentosunun sağladığı tam olarak budur: Su ile karıştırıldığında yüksek alkali kalsiyum hidroksit (CaOH) açığa çıkarır. Sadece şimdi puzolan ağındaki mineraller olabilir.
Bununla birlikte, Hive3D ve ortakları artık 3D baskı için tamamen portland çimentosu içermeyen tamamen puzolandan harç geliştirdiklerini bildiriyor. Bu nasıl mümkün olabilir?
uçucu kül tedavisi
Başlangıç, sorulduğunda “Temel malzeme, ortağımız tarafından hızlı yol onarımları için geliştirildi” diye yanıtlıyor. “Ama onu 3D yazdırılabilir bir harç haline getirmek için kapsamlı bir şekilde değiştirdik.”
Görünüşe göre, uçucu külün doğru ön işlemi bu konuda belirleyici bir faktördür. Eco Material web sitesinde “Parçacıkların reaktif yüzeyini artıran ve boyut dağılımlarını optimize eden benzersiz ve yenilikçi bir süreç kullanıyoruz” diye yazıyor (ancak bu durumda, yine de yalnızca yüzde 60’a kadar içeren bir çimento türüne dayanıyor) uçucu kül oluşur). Ve Hive3D e-posta yoluyla şunları paylaşıyor: “Çoğu uçucu kül türünü kullanabiliriz, ancak çimento benzeri özelliklerinin ortaya çıkması için doğru parçacık özelliklerine ihtiyaçları var.” Bu, tüm uçucu küllerle çalışmaz, ancak çoğuyla çalışır.
Bir diğer ayar vidası ise katkılardır. Uçucu kül işlendikten ve katkı maddeleri sağlandıktan sonra “sadece su ile” etkinleştirilebilir, diye açıklıyor Hive3D. Bergakademie Freiberg’de Yapı Kimyası Profesörü Thomas Bier şu yorumu yapıyor: “Bu ilginç çünkü doktora öğrencilerimden biri, katkı maddelerinin de toz halinde karıştırıldığı, böylece daha sonra sadece su eklenmesi gerektiği bir tez sundu. “
Geopolimerin basılabilir harç haline gelmesi için kum eklenmesi gerekir. Burada da Hive3D özellikle seçici değildir. Başlangıç, “Her tür kuru kum kullanabiliriz” diye yazıyor. Hive3D, Teksas’ta yeni geopolimer çimento ile şimdiden 40 ila 80 metrekarelik evler bastı.
Geopolimer zayıflıkları, 3D baskı için güçlü yönler haline geliyor
Jeopolimerin diğer avantajları: Tamamen kürlendiğinde, harç daha yoğun, çatlamaya daha az eğilimli ve buna bağlı olarak daha sağlamdır, diye yazar üretici. Ayrıca normal ortam sıcaklıklarında üretilebilir ve Portland çimentosu gibi yüksek sıcaklıklarda pişirilmesi gerekmez. Bu, enerji tüketimini ve buna bağlı olarak maliyetleri azaltır. Genel olarak, çimento ikamesi, karşılaştırılabilir ticari çözümlerin yalnızca üçte biri kadar pahalıdır.
Thomas Bier, “Konsept ilk başta kulağa aptalca gelmiyor” diyor. Çünkü, geleneksel beton yapıdaki geopolimerleri yavaşlatma eğiliminde olan özellikler, 3D baskıda yardımcı olabilir: Oldukça viskoz bir tutarlılık ve kısa bir işleme süresi, genellikle jeopolimer betonun kalıpta eşit şekilde dağılmaması anlamına gelir. Ancak 3D baskı ile her ikisi de istenir. Bier’in kullanımı “çok rahatsız edici” hale getirdiğini söylediği yüksek pH değeri de 3D baskıda o kadar büyük bir sorun değil çünkü insanlar malzemeyle daha az temas ediyor.
Ancak bir sorun devam ediyor: Kömürle çalışan elektrik santralleri kapatıldığı ölçüde uçucu kül arzı da düşüyor. Hive3D bunun farkındadır: “Ortaklarımız yığınlardan eski uçucu külleri de toplayabilir, böylece malzemeler uzun süre tükenmez. Ayrıca kolayca bulunabilen volkanik kül ile deneyler yapıyoruz.”
(grh)
Haberin Sonu