Разработан композитный материал для 3D-печати, который затвердевает в девять раз быстрее бетона

Исследователи из Университета штата Орегон представили альтернативу строительному бетону, которая набирает необходимую прочность за трое суток. Разработку возглавили доцент Девин Роуч и докторант Николас Гонсалвес.

В основе материала лежит глинистая почва, дополненная волокнами конопли, песком и биоуглем. Биоуголь производится методом пиролиза — термического разложения древесной щепы и органических отходов при высокой температуре без доступа кислорода. Ключевое отличие от традиционного бетона заключается в отсутствии портландцемента. Вместо него используется термоактивируемое связующее на основе акриламида.

При выходе из печатающего сопла запускается фронтальная полимеризация — химическая реакция, обеспечивающая мгновенное схватывание. Это позволяет печатать навесные элементы конструкций, в том числе перемычки над оконными проемами, без дополнительных опор. Сразу после нанесения материал выдерживает нагрузку в 3 мегапаскаля, чего достаточно для формирования многослойных стен.

Через трое суток прочность достигает 17 мегапаскалей — показателя, необходимого для несущих конструкций жилых зданий. Обычный цементный бетон достигает такого уровня только через 28 дней. Окончательное затвердевание нового материала завершается через 8-10 суток, когда прочность достигает более 40 мегапаскалей.

Производство портландцемента предполагает нагрев сырья до 1450 градусов по Цельсию. Этот процесс и сопутствующий обжиг известняка приводят к выбросу от 5 до 8 процентов общемировых антропогенных выбросов парниковых газов.

Команда продолжает работу над удешевлением технологии. Результаты исследования опубликованы в журнале Advanced Composites and Hybrid Materials.

Источник: New Atlas