使用回收玻璃制成混凝土3D打印原料,，有望大幅度降低環(huán)境污染

導讀：3D打印混凝土的新模式可能會導致建筑業(yè)的變革,，因為它可以用來生產(chǎn)當前技術(shù)難以完成的新形狀和形式,，它可能會改變?nèi)匀挥糜诮ㄔ旖ㄖ�物的幾個世紀的過程和程序,，從而降低成本并節(jié)省時間,。

然而，混凝土對環(huán)境有重大影響,。目前,，大量的天然砂被用來滿足世界上對混凝土的迫切需求，這對環(huán)境造成了巨大的破壞,�,？偟膩碚f，建筑業(yè)正在努力實現(xiàn)可持續(xù)性,，因為它占據(jù)全球所有垃圾填埋場的35%左右。

2022年3月10日,，南極熊獲悉,，國外研究人員提出了一種減弱這種影響的方法。據(jù)悉,，他們已經(jīng)試驗了使用回收玻璃作為3D打印混凝土的成分,。

混凝土是由水泥、水和骨料（如沙子）混合而成,。研究人員嘗試用玻璃取代混合料中高達100%的骨料,。簡單地說，玻璃是由沙子生產(chǎn)的,，很容易回收,，而且可以用來制造混凝土，不需要任何復雜的加工,。

來自建筑業(yè)的需求也可以幫助確保玻璃被回收利用,。2018年在美國，只有四分之一的玻璃被回收,，超過一半的玻璃被填埋,。

研究人員使用了從當?shù)鼗厥展�司獲得的棕色蘇打-石灰飲料玻璃。玻璃瓶首先被用粉碎機粉碎，然后粉碎的碎片被清洗,、干燥,、碾磨和篩分，得到的顆粒小于一毫米見方,。

然后,，粉碎的玻璃被用來制造混凝土，就像沙子一樣,。采用這種混凝土來3D打印墻體模塊和預制建筑塊,，可以把它們安裝在一起，組成一個完整的建筑,。

△灰色混凝土結(jié)構(gòu),，使用3D打印工藝預制的建筑圍護結(jié)構(gòu)。Mehdi Chougan提供

通過二次破碎摻入混凝土的方式,，廢玻璃可以變成建筑材料的一部分發(fā)揮新的作用,。玻璃的存在不僅解決了廢物回收問題，還有助于開發(fā)出比含有天然砂的混凝土更優(yōu)越的性能,。

鈉鈣玻璃——最常見的玻璃類型,，你可以在窗戶和瓶子中找到，它的導熱性比石英骨料的導熱性低三倍以上,，而石英骨料在混凝土中被廣泛使用,。這意味著含有回收玻璃的混凝土具有更好的絕緣性能。它們可以大大減少夏季或冬季制冷或取暖所需的費用,。

提高建筑材料的可持續(xù)性

此外,，研究人員還對混凝土混合物做了其他改變，以使其作為建筑材料更具有可持續(xù)性,，包括用石灰石粉取代部分波特蘭水泥,。

波特蘭水泥是混凝土的一個關鍵成分，用于將其他成分結(jié)合在一起,，形成一個可以硬化的混合物,。然而，普通波特蘭水泥的生產(chǎn)導致了大量二氧化碳以及其他溫室氣體的釋放,，據(jù)了解水泥行業(yè)產(chǎn)生的二氧化碳的占環(huán)境中所有排放量的8%左右,。

與波特蘭水泥相比，石灰石在其生產(chǎn)過程中危害較小,，對環(huán)境的影響也較小,。它可以代替普通波特蘭水泥用于3D打印的混凝土中，而不會降低打印混合物的質(zhì)量,。

△3D打印的墻體層,。Mehdi Chougan提供

研究人員還在打印材料內(nèi)添加了輕質(zhì)填料,，由微小的空心熱塑性球體制成，以降低混凝土的密度,。這改變了混凝土的導熱性,，與其他用于3D打印的混凝土相比，它減少了40%,。這進一步改善了混凝土的絕緣性能,，并減少了所需的原材料數(shù)量。

使用3D打印技術(shù),，可以輕松在電腦上開發(fā)一個墻體結(jié)構(gòu),，將其轉(zhuǎn)換為簡單的代碼，然后將其發(fā)送到3D打印機上進行建造,。3D打印機可以每天24小時運行,，減少產(chǎn)生的廢物，同時也提高了建筑工人的安全性,。

這項將廢玻璃用作混凝土打印原料研究表明：超輕量級,、隔熱性能良好的3D建筑是可能的，這也可能成為實現(xiàn)凈零排放目標的重要一步,。