בשנים האחרונות, עניין ב להפחית את ההשפעה הסביבתית של הבנייה הניע מחקר על חומרים בני קיימא יותר. בטון אקולוגי מייצג הזדמנות מצוינת לשינוי התעשייה, במיוחד לאחר ההתקדמות האחרונה שפותחה על ידי אוניברסיטת פנסילבניה, שם הושגה נוסחה שסופגת משמעותית יותר פחמן דו-חמצני מאשר תערובות מסורתיות.
הבנייה אחראית על כ 9% מכלל פליטות גזי החממה בעולםעובדה זו הניעה את הקהילה המדעית לחפש חלופות שניתן לשלב מבלי להתפשר על החוזק או העמידות הטבועים בבטון. הופעתו של חומר חדש זה היא צעד קדימה לקראת קיימות אמיתית בתשתיות.
פריצת דרך חדשנית במלט ירוק
צוות המחקר באוניברסיטה אמריקאית זו הצליח ליצור תערובת שנושאת אדמה דיאטומית ומשתמש בטכנולוגיה 3D הדפסה כאלמנטים מרכזיים. שילוב זה מאפשר להפחית את המשאבים בשימוש, לשמור על שלמות מבנית, ומעל הכל, להגדיל את קיבולת לכידת הפחמןעל פי המחקר שפורסם בכתב העת חומרים פונקציונליים מתקדמים, הניסוח מסוגל ל סופגים עד 142% יותר CO₂ מאשר צמנטים סטנדרטיים.
אחד המאפיינים העיקריים של החומר החדש טמון בתרומה של ה- אדמה דיאטומית, רכיב מינרלי שמקורו באצות מיקרו מאובנות הידוע במבנה הנקבובי שלו. תוסף זה לא רק משפר את יציבות התערובת במהלך ההדפסה, אך גם מכפיל את אזורי התגובה עם פחמן דו-חמצני. זה מאפשר להשתמש בפחות מלט בתערובת ולהשיג השפעה אקולוגית נמוכה יותר על מבנים שנבנו מחומר זה.
שילוב טכנולוגיות הדפסה תלת-ממדיות מתקדמות היה בסיסי לשכלול הקומפוזיציה. הצוות, בפיקוחו של קון-האו יו, פרמטרים מותאמים כגון אחוז המים או קוטר הפיה, ומבטיחים שהבטון יעבור במהירות ממצב אחד נוזלי לנוקשה הרבה יותרזהו המפתח לשמירה על הפונקציונליות שלו ויכולת ספיגת ה-CO₂ הגבוהה שלו.
גיאומטריות בהשראת הטבע ליעילות רבה יותר
אלמנט נוסף המייחד את הבטון האקולוגי הזה הוא השימוש ב גיאומטריות חדשניות מבוסס על צורות הקיימות באורגניזמים חיים כגון עצמות ואלמוגים. בהנחיית מסעוד אכברזאדה, הקבוצה המדעית פנתה אל משטחים מינימליים מחזוריים משולשים (TPMS), מבנים הממקסמים את משטח המגע עם החוץ, מייעלים עומסים ו להפחית את כמות החומר הדרושה מבלי לאבד התנגדות.
בדיקות שבוצעו עם קוביות בטון שעוצבו עם דוגמאות אלה גילו כי אפילו באמצעות עד 60% פחות חומר, חוזק הדחיסה מגיע ל- 90% מבטון מסורתיבנוסף, יעילות ספיגת ה-CO₂ ליחידת צמנט גדלה ב- 32%, מה שמאחד את הפיתוח הזה כהתקדמות משמעותית עבור התעשייה.
מעניין במיוחד הוא ש בטון צובר חוזק תוך כדי ספיגת פחמן דו-חמצניהנקבוביות הגדולה יותר הנוצרת כתוצאה משימוש באדמה דיאטומית מעדיפה מעבר CO₂ טוב יותר ויצירת תרכובות מינרליות המחזקות את המבנה, ומבטיחות הן את בטיחותם והן את עמידותם של מבנים.
יישומים ואתגרים עתידיים של בטון ירוק
חוקרים הדגישו את היישומים הפוטנציאליים של חומר חדש זה, כגון לוחות, חזיתות אדריכליות, פאנלים נושאי עומס ופתרונות לשיקום סביבתי ימי. אלה כוללים שוניות מלאכותיות או ערוגות צדפותנקבוביות לא רק מועילה לספיגת פחמן, אלא גם מקלה על שילוב עם מערכות אקולוגיות מימיות, המאפשרים את התפתחותם של מינים ימיים על מבנים בסביבה הטבעית.
במבט קדימה, עבודתה של אוניברסיטת פנסילבניה ממשיכה להתמקד ב להגדיל את הייצור, לבחון גיאומטריות חדשות, לחזק בטון בחומרים חדשניים ולהתנסות ב קלסרים פחות מזהמיםהם גם נחקרים חלופות המבטלות לחלוטין את השימוש במלט קונבנציונלי או המשלבים פסולת תעשייתית, מה שמגדיל עוד יותר את קיימות התערובת.
התמיכה של גופים כגון משרד האנרגיה של ארצות הברית ו - מכון וגלוס למדעי האנרגיה והטכנולוגיה מדגים את הפוטנציאל של שיתוף פעולה רב-תחומי לקדם פתרונות בני קיימא לשינויי האקלים באמצעות חדשנות בחומרי בניין.
פיתוח זה בתחום הבטון הירוק מייצג התקדמות טכנית משמעותית והזדמנות להתקדם לעבר תשתית בת קיימא יותר, שבה לכידת פחמן פעילה ושילוב עם סביבות טבעיות הן חלק מהתכנון מראשיתו.