Zaboravite na čekanje od 28 dana da beton dostigne punu snagu. Tim istraživača sa Državnog univerziteta u Oregonu predstavio je inovativni materijal na bazi gline koji menja pravila igre – ne treba mu cement, a zidovi stoje sami čim izađu iz štampača.
Novi materijal za 3D štampu (Foto: Oregon State University)
Građevinska industrija se decenijama suočava sa dva velika izazova: Kako smanjiti ogroman ugljenični otisak cementa i kako ubrzati proces gradnje koji često koče spori ciklusi sušenja materijala.
Čini se da odgovor leži u spoju drevnog materijala i najsavremenije hemije.
Oglas
U najnovijem istraživanju objavljenom u časopisu Advanced Composites and Hybrid Materials, tim naučnika je detaljno opisao novi metod 3D štampanja održive infrastrukture koristeći brzovezujuću glinu sa bio-dodacima.
Ovo nije samo još jedan laboratorijski eksperiment – reč je o materijalu koji nudi strukturalna svojstva uporediva sa standardnim betonom, ali uz drastično veću brzinu izvođenja radova.
Tajna je u "frontalnoj polimerizaciji"
Tradicionalnom betonu su potrebni dani, pa čak i nedelje da očvrsne. Novi materijal, međutim, koristi pametnu hemiju. Istraživači su razvili vezivo na bazi akrilamida koje omogućava procesu očvršćavanja da se odvija gotovo trenutno, još dok materijal izlazi iz mlaznice štampača.
Ključni mehanizam se naziva "termalno inicirana frontalna polimerizacija". Jednostavnim rečnikom, to znači da se materijal zagreva pri samom istiskivanju, što pokreće lančanu hemijsku reakciju.
Rezultat? Slojevi se mogu štampati jedan na drugi bez pauze, jer donji sloj momentalno postaje dovoljno čvrst da nosi težinu onog iznad njega.
Ova tehnologija rešava jednu od najvećih glavobolja kod 3D štampanja betonom – deformaciju svežih slojeva. Kod novog glinenog "betona", zidovi ostaju stabilni i precizni odmah nakon štampanja.
Snaga koja parira stambenim standardima
Često se postavlja pitanje da li ekološki materijali mogu da izdrže realna opterećenja. Prema podacima iz studije, odgovor je potvrdan.
Istraživački tim, predvođen Nikolasom A. Gonsalvesom i kolegama, sproveo je rigorozne testove kompresije. Rezultati su impresivni:
- Trenutna snaga: Odmah nakon polimerizacije (štampanja), materijal dostiže čvrstoću od oko 3 MPa. Poređenja radi, običan beton je u toj fazi tečan ili polutečan (efektivno 0 MPa).
- Konačna snaga: Nakon samo tri dana, čvrstoća raste na preko 17 MPa. To je u potpunosti u skladu sa zahtevima za stambenu izgradnju i infrastrukturu.
Ova brzina prirasta čvrstoće omogućava nešto što je ranije bilo nezamislivo – štampanje struktura koje premošćuju prazan prostor (poput gornjih ivica prozora ili vrata) bez potrebe za potpornim skelama ili oplatom.
Održivost kao imperativ: Zbogom cementu?
Možda najvažniji aspekt ove inovacije je onaj ekološki. Poznato je da proizvodnja cementa, ključnog sastojka konvencionalnog betona, generiše oko 8% ukupnih svetskih emisija CO₂.
Novi materijal eliminiše cement iz jednačine. Umesto njega, oslanja se na glinu, materijal koji je široko dostupan i jeftin, i polimerna veziva.
Pored toga, istraživanje naglašava upotrebu bio-baziranih aditiva, čime se dodatno smanjuje uticaj na životnu sredinu.
Šta ovo znači za budućnost gradilišta?
Ako se ova tehnologija primeni u širim razmerama, gradilišta budućnosti mogla bi izgledati potpuno drugačije. Umesto šuma podupirača, oplate i nedelja čekanja da beton "sazri", 3D štampači bi mogli da podižu objekte za nekoliko sati ili dana.
Mogućnost "štampanja na zahtev" (on-demand fabrication) znači da bi se kuće, pa čak i infrastruktura u hitnim situacijama (poput skloništa nakon nepogoda), mogle graditi rekordnom brzinom.
Istraživači sa Univerziteta u Oregonu veruju da metode razvijene u ovom radu pokazuju ogroman potencijal za brzu i održivu izgradnju, otvarajući vrata novoj eri u građevinarstvu gde brzina ne ide na uštrb kvaliteta ili ekologije.
