Istraživači sa Tehnološkog univerziteta Nanyang u Singapuru (NTU Singapore) razvili su inovativan sistem 3D štampe betona koji omogućava hvatanje i trajno skladištenje ugljen-dioksida unutar same konstrukcije. Ova tehnologija predstavlja značajan korak ka smanjenju uticaja građevinske industrije na ekologiju, posebno kada je reč o emisijama koje nastaju tokom proizvodnje cementa.
.jpg)
3D štampani beton (Foto: NTU Singapore)
Nova metoda zasniva se na dodavanju CO2 i vodene pare, koji nastaju kao nusproizvodi industrijskih procesa, direktno u smešu tokom 3D štampe betona. Tokom procesa štampe dolazi do hemijske reakcije između ugljen-dioksida i komponenti cementa, pri čemu se formira stabilno jedinjenje koje ostaje trajno zarobljeno u strukturi materijala.
Vodena para dodatno poboljšava apsorpciju ugljen-dioksida, ali i unapređuje obradivost i kvalitet štampe. Laboratorijska ispitivanja pokazala su da ovako proizveden beton ne samo da skladišti veću količinu ugljen-dioksida, već poseduje i bolje mehaničke karakteristike u odnosu na standardni 3D štampani beton.
Oglas
Proizvodnja cementa godišnje generiše oko 1,6 milijardi tona CO2, što čini približno osam procenata ukupnih globalnih emisija. Upravo zbog toga razvoj održivijih tehnologija u građevinarstvu postaje jedan od ključnih izazova industrije.
Testiranja sprovedena u laboratoriji pokazala su da nova metoda povećava mogućnost preciznije i brže štampe za čak 50 procenata, a istovremeno su zabeležena značajna poboljšanja čvrstoće materijala. Otpornost na pritisak povećana je do 36,8 procenata, dok je otpornost na savijanje bila veća za 45,3 procenta u poređenju sa konvencionalnim 3D štampanim betonom.
Posebno značajan rezultat odnosi se na količinu zarobljenog ugljen-dioksida. Novi sistem uspeo je da skladišti 38 procenata više CO2 nego postojeće metode 3D štampe betona, čime se otvara prostor za znatno održivije građevinske projekte.
Profesor Tan Ming Jen, vodeći istraživač studije sa Fakulteta za mašinsko i vazduhoplovno inženjerstvo NTU i Singapurskog centra za 3D štampanje (SC3DP), ukazao je da građevinski sektor ima veliki udeo u globalnim emisijama gasova sa efektom staklene bašte.
On je naveo da novorazvijeni sistem predstavlja alternativu koja istovremeno unapređuje mehaničke karakteristike betona i smanjuje negativan uticaj građevinske industrije na životnu sredinu. Takođe je istakao da tehnologija pokazuje mogućnost korišćenja CO2 iz termoelektrana i drugih industrijskih postrojenja u procesu 3D štampe betona.
Istraživači smatraju da tehnologija dolazi u pravom trenutku, dok industrije širom sveta pokušavaju da ispune sve strože klimatske ciljeve. Doktorand Lim Sean Gip, prvi autor studije, ocenio je da globalni napori za smanjenje emisija zahtevaju hitna i praktična rešenja, te da bi ova tehnologija mogla doprineti održivijem razvoju građevinskog sektora.
Dr Daniel Tay, koautor istraživanja i istraživač na Fakultetu za mašinsko i vazduhoplovno inženjerstvo NTU, istakao je da kombinacija hvatanja ugljen-dioksida i njegove primene u 3D štampi otvara mogućnost izgradnje čvršćih i ekološki prihvatljivijih objekata, uz dodatni razvoj savremenih građevinskih tehnologija.
Tim istraživača već je podneo zajedničku prijavu za patent u Sjedinjenim Američkim Državama kako bi zaštitio intelektualnu svojinu povezanu sa ovom inovacijom. U narednoj fazi razvoja fokus će biti na dodatnoj optimizaciji procesa štampe i istraživanju mogućnosti korišćenja otpadnih gasova iz industrije umesto čistog CO2, čime bi se dodatno povećale ekološke koristi sistema.
Rezultati istraživanja objavljeni su u stručnom časopisu Carbon Capture Science & Technology.
