3D-печать домов из грязи

Строительный материал будущего может оказаться у вас на заднем дворе. Буквально.

Бетон является предпочтительным строительным материалом для крупных проектов не зря: он прочный, долговечный, дешевый и простой в эксплуатации. Он даже оказался идеальным в качестве «чернил» для 3D-печатных домов и других конструкций, что открыло новые возможности дизайна, сократив сроки и затраты на строительство.

Но бетон вреден и для окружающей среды.

На производство цемента — основного ингредиента бетона — приходится 8% антропогенных выбросов CO2 . Транспортировка бетона на строительную площадку производит больше выбросов, равно как и энергоемкий процесс его смешивания.

Теперь исследователи из Техасского университета A&M разработали методику преобразования почвы, уже находящейся на строительной площадке, в пригодный для печати строительный материал.

Они говорят, что эти чернила более устойчивы, чем бетон, и они также могут позволить строительство домов и конструкций с помощью 3D-печати во враждебных или экстремальных условиях, где использование бетона даже не было бы жизнеспособным вариантом.

Экологичный строительный материал

Исследование техасских исследователей A&M началось со сбора образцов глинистой почвы на заднем дворе своего коллеги. Используя только экологически чистые вещества, они изменяли состав почвы до тех пор, пока не получили чернила нужной консистенции для 3D-печати.

После печати нескольких небольших тестовых структур, чтобы убедиться, что чернила держатся вместе, исследователи добавили в смесь нетоксичный побочный продукт переработки сахарной свеклы.

Это предотвратило поглощение материала любой воды и последующему расширению, что поставило бы под угрозу структурную целостность здания. 

В настоящее время материал выдерживает давление до 5 мегапаскалей. Бетон, используемый для жилых домов, может выдерживать до 17 мегапаскалей.

Теперь исследователи ищут способы еще больше повысить прочность чернил на основе грунта, чтобы максимально приблизиться к прочности бетона. После этого планируют распечатать более крупные конструкции для тестирования.

3D-печатные дома в любом месте

Как рассказал Inverse исследователь Ааюши Баджпаи, преобразование почвы в строительный материал, который однажды можно будет использовать для 3D-печати домов, потребовал большого научного ноу-хау.

«Превращение дворовой глины в пригодную для печати форму, потребовало значительного химического подхода», — пояснила она. «Мы должны были убедиться, что состав не застывает слишком быстро, так как это может засорить сопло, или слишком медленно, так как это сделает невозможным нанесение следующего слоя».

Но все эти усилия были лишь первым шагом к конечной цели группы: сделать возможным превращение любой почвы в пригодные для использования чернила. С этой целью они разрабатывают инструментарий для анализа образца почвы и определения точного способа преобразования этой почвы в прочный, пригодный для печати строительный материал.

В конечном итоге, они надеются, что их чернила нейтрализуют часть воздействия бетона на окружающую среду, а также позволят строить дома в местах, где нет доступного жилья — если оборудование для 3D-печати сможет добраться до места, то в этом месте появится и дом.

Исследователи даже предполагают в своей статье, опубликованной в журнале Frontiers in Materials , что местная почва однажды может быть использована для строительства медицинских клиник в отдаленных джунглях или, возможно, даже структур на планетах за пределами Земли — нет необходимости транспортировать бетон на Марс, если местная почва подойдёт для этого.

Рейтинг
Загрузка ...
Журнал MAGAZINE.TOWN