Ученые из Университета Вирджинии сделали важный шаг в развитии технологий 3D-печати бетона, разработав более экологичное и прочное композитное цементное соединение. Этот новый материал, созданный на основе графена, известняка и обожженной глиняной цементной смеси (LC2), демонстрирует высочайшую прочность и долговечность, и, что немаловажно, позволяет существенно снизить выбросы углерода.
«Наша цель состояла в том, чтобы создать бетон для 3D-печати, который будет не только прочным, но и более экологически безопасным», — пояснил автор работы профессор Осман Озбулут. «Добавление графена к цементу LC2 открывает уникальные возможности для снижения углеродных выбросов при сохранении необходимых характеристик прочности и гибкости, требуемых в строительстве».
В ходе исследования изучались свойства, механическая производительность и влияние нового материала на экологию. Одним из ключевых аспектов исследования стал анализ жизненного цикла (LCA) инновационного бетона. Результаты показали, что бетон с добавлением графена и цемента LC2 может снизить выбросы парниковых газов почти на треть по сравнению с привычными смесями бетона, которые применяются в 3D-печати в наше время.
«Для нас было крайне важно оценить полный экологический след полученного материала», — отметил соавтор работы Чжанфан Цзян. «Разработанный нами бетон отличается не только улучшенными механическими свойства, но и позволяет существенно уменьшить негативное воздействие на окружающую среду, делая технологии 3D-печати бетона предпочтительными по сравнению с привычными методами строительства, которые оставляют после себя существенно больший углеродный след».
Соавтор работы Лиза Колоси Петерсон добавила: «Отрадно видеть, как наука движет нас в сторону более экологичных методов строительства».
Сотрудничество с Советом по транспортным исследованиям Вирджинии VTRC позволило команде специалистов изучить потенциальное применение нового материала в транспортной инфраструктуре, что демонстрирует реальный потенциал и широкие перспективы внедрения инновационного бетона в строительство самых разнообразных объектов.
Ранее ученые раскрыли секреты древнеримского бетона.