Проєкт Diamanti з Університету Пенсильванії поєднує біонічну геометрію та змінену цементну суміш: 3D-друковані модулі працюють як «пастки» для вуглекислого газу, водночас зменшуючи масу конструкцій і потребу в матеріалі.
Проєкт Diamanti з Університету Пенсильванії поєднує біонічну геометрію та змінену цементну суміш: 3D-друковані модулі працюють як «пастки» для вуглекислого газу, водночас зменшуючи масу конструкцій і потребу в матеріалі.
Як повідомляє TechSpot, розробку веде Polyhedral Structures Laboratory під керівництвом професора Масуда Акбарзаде. Команда інженерів і матеріалознавців замінила частину цементу діатомовою землею — силіцієвмісною добавкою з викопних водоростей, що збільшує пористість і дає CO2 проникати глибше та хімічно зв’язуватися з кальцієвими сполуками. У лабораторних тестах модифікований бетон поглинав більш як на 140% більше CO2, ніж звичайний зразок за однакових умов, а геометрія на основі триперіодичних мінімальних поверхонь рівномірно розподіляє навантаження, дозволяючи економити до 60% матеріалу без втрати міцності.
Ключ до ефективності — роботизований 3D-друк, що формує криволінійні порожнисті блоки без опалубки. Кожен елемент має збільшену площу контакту з повітрям і внутрішні канали, які пришвидшують карбонізацію. Розрахунки виконують методом поліедральної графстатики, щоб керувати шляхами стиску й розтягу в тілі конструкції та зменшити потребу в традиційній арматурі.
Практичність підходу підтверджує 2,5-метровий міст, зібраний із дев’яти надрукованих секцій і показаний на виставці Time, Space, Existence у Венеції: модулі з’єднані вісьмома сталевими тросами без клеїв і розчину, тож систему можна розбирати й використовувати повторно. Подальші випробування у французькому CERIB охопили п’яти- та десятиметрові прототипи (10-метровий друкували у Carsey3D на сумішах Sika) і підтвердили розрахункові показники. Наступним кроком запланований перший повномасштабний міст у Франції, а також перенесення принципів Diamanti на плити перекриттів і фасадні панелі; головним обмеженням лишається доступність діатомової землі, тому команда паралельно шукає альтернативні добавки з подібною хімією та пористістю.
Бетон і цемент дають приблизно 8% глобальних викидів CO2 через випал вапняку при температурах до ~2000°C та процесні викиди. Навіть часткова заміна масивних елементів легшими 3D-модулями з активнішою карбонізацією здатна помітно зменшити «вуглецевий слід» інфраструктури: від мостів до оболонок будівель.
Раніше dev.ua писав про те, як український стартап DrukDim прагне перевернути будівельну галузь: його 3D-принтер для будинків може зводити житло всього за кілька днів. Співзасновник і CEO компанії Богдан Межинов розповів, як виникла ідея друкувати будинки, на труднощі натрапив на цьому шляху та що планує далі.
