Cement który pochłania dwutlenek węgla? Możliwy dzięki drukowaniu 3D
Wynalazcy z Uniwersytetu w Pensylwaniii pracują nad nowym zastosowaniem druku 3D w budownictwie. Drukowany specjalną metodą cement ma być nie tylko wytrzymały i wydajny, ale także przybliżyć z największych problemów przemysłu budowlanego: wysokie emisje dwutlenku węgla. Jak to możliwe?
Cement który pochłania dwutlenek węgla? Możliwy dzięki drukowaniu 3D
Druk 3D pozwala stawić czoła problemom, które dotychczas wydawały się być nie do rozwiązania. Wykorzystanie druku 3D w budownictwie to nic nowego: pozwala zmniejszyć ryzyko błędu ludzkiego, który w konstrukcji może kosztować życia, przyśpieszyć konstrukcję i wykonać opływowe krzywe i skomplikowane kształty, które nie sposób uzyskać przy użyciu tradycyjnych form do zalewania. Najczęściej używany w budownictwie z użyciem druku 3D materiał, cement, jest jednak nieekologiczny ze względu na duże emisje CO2 przy produkcji. Naukowcy z Uniwersytetu w Pensylwanii, przy współpracy z firmami Vertico, Sika Group, Carsey3D i CERIB oraz Villanova University i City College of New York,postanowili rozwiązać ten problem, tworząc projekt mostu, który pochłania więcej dwutlenku węgla niż go generuje.
Liczą się składniki
Dlaczego tradycyjny cement powoduje tak wysokie wydzielanie CO2?Powód leży w procesie produkcji, którego częścią jest podgrzewanie wapnia do około 2000 stopni Celsjusza. Ten proces jest bardzo energochłonny i skutkuje wydzieleniem dużej ilości dwutlenku węgla.
Aby temu zapobiec, zespół z Uniwersytetu Pensylwanii postanowił zastąpić wapień w strukturze cementu Diamanti ziemią okrzemkową. Ten naturalnie występujący minerał, wykorzystywany także do filtrowania wody, w ogrodnictwie czy zwalczaniu szkodników, składa się ze skamieniałych alg. Ze względu na swoje silne właściwości ziemia okrzemkowa zwiększa pochłanianie dwutlenku węgla przez cement Diamanti o 142%.
Wykorzystanie ziemi okrzemkowej stanowi jednak nowe wyzwanie, gdyż światowe wydobycie tego minerału ani łańcuch dostaw nie są gotowe by zaspokoić wymagania przemysłu budowlanego.
Bardziej zielone budownictwo z drukiem 3D
Nie tylko skład sprawia, że most Diamanti jest przyjazny dla środowiska. Projekt Diamanti efektywnie wykorzystuje zalety druku 3D aby obniżyć ślad węglowy konstrukcji. Druk 3D pozwala wykonywać skomplikowane, a zarazem powtarzalne struktury bez użycia form. Co więcej, dzięki modelowaniu 3D udało się zaprojektować modułową konstrukcję, złożoną z części połączonych stalowymi kablami bez zaprawy. Zmniejszone o 80% zużycie stali również redukuje emisje.
W przeciwieństwie do tradycyjnych mostów, które konstruowane są na miejscu przeznaczenia i mogą jedynie zostać zburzone, most Diamanti można będzie rozłożyć i przenieść bez niszczenia elementów, lub przeznaczyć do recyklingu.
Inspiracje naturą
Projektując most Diamanti, Uniwersytetu w Pensylwanii wzorowali się strukturą kości. Elementy, z których jest zbudowany most Diamanti mają liczne otwory, co pozwala ograniczyć zużycie surowców i wagę całej konstrukcji. Jednocześnie, opływowy, organiczny kształt ma na celu przekierowywać i rozkładać ciężar. Dzięki temu, most Diamanti nie musi przezwyciężać oddziałujących na niego sił, a je neutralizuje. Co więcej, zwiększenie powierzchni mostu pozwala zwiększyć zawartość ziemii okrzemkowej, co z kolei zwiększa absorpcję CO2.Nowoczesny prototyp w tradycyjnym mieście
Model mostu Diamanti został zaprezentowany na Biennale Architektury w Wenecji 2025. We wrześniu tego samego roku zespół uzyskał pozwolenie na skonstruowanie pełnowymiarowego prototypu we Francji, choć w chwili publikacji tego artykułu, konkretna planowana lokalizacja nie jest znana.
