Ученые Виргинского университета изучили поведение бетонных смесей с добавками из нановолокон целлюлозы. Подобные материалы могут давать более стабильные результаты в строительной 3D-печати с одновременным улучшением механических свойств.
«Наблюдаемые нами улучшения в плане как пригодности к 3D-печати, так и механических показателей свидетельствуют о том, что включение нановолокон целлюлозы в коммерческие материалы для 3D-печати может способствовать более устойчивым и экологичным методам строительства», — рассказал профессор кафедры гражданского и экологического строительства Осман Озбулут.
Строительная 3D-печать предлагает ряд преимуществ, включая скорость и высокую точность, возможность использования переработанных материалов, сокращение отходов и затрат на рабочую силу. Аддитивные технологии в строительстве обычно подразумевают использование специальных 3D-принтеров, оснащенных головками с системами подачи бетонных смесей, однако выбор самих смесей пока довольно ограничен. Более того, остаются открытыми вопросы долговечности и фактической экологичности таких построек.
«Мы имеем дело с противоречивыми целями. С одной стороны, смеси должны обладать достаточной текучестью для бесперебойного производства. С другой, смеси должны затвердевать в стабильные материалы с критически важными свойствами — хорошей механической прочностью, межслойной адгезией и низкой теплопроводностью. Нынче тратится много усилий на создание смесей методом проб и ошибок. Мы решили изучить процесс досконально, чтобы лучше понять влияние различных добавок на характеристики получаемых 3D-печатных структур», — пояснил профессор Озбулут.
Нановолокна целлюлозы получают из древесной массы, что обуславливает возобновляемость и низкий экологический эффект. В ходе испытаний на растяжение, изгиб и сжатие ученые выяснили, что добавление 0,3% нановолокон целлюлозы значительно улучшает текучесть составов с одновременным повышением адгезии и структурной целостности.
Результаты исследования опубликованы в журнале Cement and Concrete Composites.
А у вас есть интересные новости? Поделитесь с нами своими разработками, и мы расскажем о них всему миру! Ждем ваши идеи по адресу news@3Dtoday.ru.