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荷兰:评估混凝土中的3D打印地质聚合物

放大字体  缩小字体 发布日期:2019-08-27  来源:中国混凝土网  作者:增材之光
核心提示:来自荷兰的研究人员正在探索使用混凝土进行3D打印的更多潜力,并在最近发表的“3D打印地质聚合物混凝土生命周期评估:一项事前研究”中概述了他们的发现。随着3D打印和地质聚合物的成长对于那些参与建筑业的人来说,有吸引力的企业,波特兰等地区正在努力取代普通水泥用于环境目的,减少材料的使用和产生的废物量。

来自荷兰的研究人员正在探索使用混凝土进行3D打印的更多潜力,并在最近发表的“3D打印地质聚合物混凝土生命周期评估:一项事前研究”中概述了他们的发现。随着3D打印和地质聚合物的成长对于那些参与建筑业的人来说,有吸引力的企业,波特兰等地区正在努力取代普通水泥用于环境目的,减少材料的使用和产生的废物量。


在研究人员依赖的先前研究中使用了四种类型的模芯,提供了通过3D打印和更传统技术创建的样品混合物。通过3D打印制造的模具显示出更好的环境性能。对于这项研究,该团队的重点是继续研究环境系统分析,与之前的工作相比 - 尤其是在开发与事前框架相关的新方案时。


“我们让研究过程中的技术开发人员参与进来,并与他们讨论了潜在的未来技术前景,潜在的市场渗透,以及未来的商业数据和情景的可行性。”研究人员表示。


生命周期评估(LCA)通常用于评估现有“产品或服务系统”的环境影响,而事先将LCA用于新产品系统,然后再投入使用。



研究过程摘要


对于3D打印的地质聚合物,粉末和粘合材料是混凝土生产的关键,需要炉渣,粉煤灰和沙子。将粉末分层,然后将硅酸盐水添加剂混合并混合,然后将粘合液体在3D打印机中挤出。研究人员分析了该系统的三个阶段,从原材料生产到运输再到混凝土制造。


研究人员表示,“该分析基于对评估中考虑的所有影响类别进行特征描述后的影响评分。”



气候变化的贡献分析。用于创建此图的基础数据可以在支持信息中找到。


研究人员指出影响热点为:


用于3D打印的电力


运输距离长


硅酸盐的制造


创建了四个方案来改善热点。见下表。



四个场景的细节


研究人员还致力于定义用于商业用途的地质聚合物生产的环境概况,而对于技术,他们还包括典型的原材料,如水泥、砾石、玻璃纤维、添加剂等。



普通混凝土面板流程图


“我们假设,在不干扰从标准生命周期评价数据库和文献中获得的背景过程的情况下,可能会发生满足四种确定情景条件所需的技术改进。因此,改变对实验室规模3DGP技术的影响只会影响前景系统。”研究人员说。


他们还根据三种改进方案,对技术进行了长期评估。



比较表征导致四种情况。用于创建此图的基础数据可以在支持信息中找到


此处提供的事前LCA研究结果显示,与之前的3D打印研究存在一些差异。这主要是由于结合3D打印技术评估的原材料不同。在这里介绍的情况下,配方中的一种原材料,即硅酸盐,对制造工艺有相当大的影响,与3D打印中的普通原材料相比,结果更高。


从原材料运输的角度来看,3DGP混凝土与普通混凝土相比没有优势。对于普通混凝土,由于市场的成熟性,原材料供应以完全商业规模运作。普通混凝土的原材料运输距离不长。这些方面确实为资源的使用提供了改善和合理化的空间。


3D打印现在趋向于不仅允许快速建造房屋和办公室(甚至是汽车),而且还在材料科学中,因为在其他项目中研究混凝土也从创造创新的增强材料到优化参数,甚至是自愈胶囊。

 
 
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