Il calcestruzzo stampato in 3D può portare a un cambiamento nell’architettura e nell’edilizia. Poiché può essere utilizzato per produrre nuove forme e forme con cui le attuali tecnologie lottano, può cambiare i processi e le procedure secolari che vengono ancora utilizzati per costruire gli edifici, con conseguente riduzione dei costi e risparmio di tempo.
Tuttavia, il calcestruzzo ha un impatto ambientale significativo. Al momento, enormi quantità di sabbia naturale vengono utilizzate per soddisfare l’insaziabile appetito mondiale di cemento, a caro prezzo per l’ambiente. In generale, il settore edile lotta con la sostenibilità. Crea circa il 35% di tutti i rifiuti di discarica a livello globale .
La nostra nuova ricerca suggerisce un modo per frenare questo impatto. Abbiamo provato a utilizzare il vetro riciclato come componente del calcestruzzo per la stampa 3D.
Il calcestruzzo è costituito da una miscela di cemento, acqua e aggregati come la sabbia. Abbiamo provato a sostituire fino al 100% dell’aggregato nell’impasto con il vetro. In poche parole, il vetro è prodotto dalla sabbia, è facile da riciclare e può essere utilizzato per produrre calcestruzzo senza alcuna lavorazione complessa.
La domanda del settore edile potrebbe anche aiutare a garantire il riciclaggio del vetro. Nel 2018 negli Stati Uniti solo un quarto del vetro è stato riciclato, di cui più della metà è andato in discarica .
Costruire meglio
Abbiamo utilizzato un bicchiere per bevande marrone soda-calcico ottenuto da un’azienda di riciclaggio locale. Le bottiglie di vetro sono state prima frantumate con una macchina frantumatrice, quindi i pezzi frantumati sono stati lavati, asciugati, macinati e setacciati. Le particelle risultanti erano più piccole di un millimetro quadrato.
Il vetro frantumato è stato quindi utilizzato per fare il cemento nello stesso modo in cui sarebbe stata la sabbia. Abbiamo usato questo cemento per stampare in 3D elementi di pareti e blocchi prefabbricati che potevano essere montati insieme per creare un intero edificio.
Un involucro edilizio prefabbricato utilizzando il processo di stampa 3D. Mehdi Chougan , autore fornito
Se utilizzato in questo modo, il vetro di scarto può trovare una nuova vita come parte di un materiale da costruzione.
La presenza del vetro non solo risolve il problema dei rifiuti ma contribuisce anche allo sviluppo di un calcestruzzo con proprietà superiori a quello contenente sabbia naturale.
La conducibilità termica del vetro soda-calcico – il tipo più comune di vetro, che si trova in finestre e bottiglie – è più di tre volte inferiore a quella dell’aggregato di quarzo, ampiamente utilizzato nel calcestruzzo. Ciò significa che il calcestruzzo contenente vetro riciclato ha migliori proprietà isolanti. Potrebbero ridurre notevolmente i costi necessari per il raffreddamento o il riscaldamento durante l’estate o l’inverno.
Migliorare la sostenibilità
Abbiamo anche apportato altre modifiche alla miscela di calcestruzzo per renderla più sostenibile come materiale da costruzione, inclusa la sostituzione di parte del cemento Portland con polvere di calcare.
Il cemento Portland è un componente chiave del calcestruzzo, utilizzato per legare insieme gli altri ingredienti in una miscela che si indurisce. Tuttavia, la produzione di cemento Portland ordinario porta al rilascio di quantità significative di anidride carbonica e altri gas serra . L’industria della produzione di cemento rappresenta circa l’8% di tutte le emissioni di anidride carbonica nell’ambiente.
Il calcare è meno pericoloso e ha un impatto ambientale minore durante il processo di produzione rispetto al cemento Portland. Può essere utilizzato al posto del normale cemento Portland nel calcestruzzo per la stampa 3D senza riduzione della qualità della miscela di stampa.
Strati stampati in 3D di un elemento a parete. Mehdi Chougan , autore fornito
Abbiamo anche aggiunto riempitivi leggeri, realizzati con minuscole sfere termoplastiche cave, per ridurre la densità del calcestruzzo. Ciò ha modificato la conduttività termica del calcestruzzo, riducendola fino al 40% rispetto ad altro calcestruzzo utilizzato per la stampa 3D. Ciò ha ulteriormente migliorato le proprietà di isolamento del calcestruzzo e ridotto la quantità di materia prima richiesta.
Utilizzando la tecnologia di stampa 3D, possiamo semplicemente sviluppare una struttura di parete su un computer, convertirla in codice semplice e inviarla a una stampante 3D per la costruzione. Le stampanti 3D possono funzionare 24 ore al giorno, ridurre la quantità di rifiuti prodotti e aumentare la sicurezza dei lavoratori edili.
La nostra ricerca mostra che un edificio 3D ultraleggero e ben isolato è possibile, qualcosa che potrebbe essere un passo fondamentale nella nostra missione verso lo zero netto.
Articolo a questo indirizzo https://theconversation.com/future-cities-could-be-3d-printed-using-concrete-made-with-recycled-glass-175598
