据统计,水泥每年产生约16亿吨二氧化碳排放,占全球碳排放量的8%,而这项3D混凝土打印技术提供了一种可减少碳排放的替代方案。 新加坡南洋理工大学(NTU Singapore)的科学家开发出一种能够捕获碳排放的3D混凝土打印技术,为减少建筑行业的环境影响开辟了新的途径。这项创新技术已发表在《Carbon Capture Science & Technology》期刊上,旨在通过减少材料用量、缩短施工时间和降低劳动力需求,从而显著减少水泥的碳足迹。
该3D混凝土打印工艺通过将蒸汽与工业过程中的副产品CO2注入混凝土混合物中,从而实现CO2的直接储存。研究结果表明,这种CO2与蒸汽注入方法不仅增强了混凝土的力学性能,还使其强度优于传统3D打印混凝土。
研究的首席负责人、南洋理工大学机械与航空航天工程学院以及新加坡3D打印中心的教授指出,建筑行业是全球温室气体排放的重要来源,而这项3D混凝土打印技术提供了一种可减少碳排放的替代方案。该系统不仅能改善混凝土的机械性能,还可有效回收工业产生的CO2,并将其封存于3D打印结构中。这一方法为传统水泥高碳排放问题提供了新的解决途径。
研究团队表示,这项创新不仅有助于实现全球可持续发展目标,也为减少建筑行业对高能耗钢筋混凝土工艺的依赖提供了支持。该技术将3D打印机与CO2泵和蒸汽喷射系统连接,通过打印过程将CO2和蒸汽注入混凝土。CO2与混凝土中的成分发生反应,转化为固态形式被永久储存,同时蒸汽则促进CO2的吸收并提升结构性能。
实验数据显示,该技术使3D打印混凝土的可打印性提高了50%,结构的强度和耐久性也显著增强。其中,压缩强度提升36.8%,抗弯强度提高45.3%。此外,与传统3D打印方法相比,该方法能多吸收并封存38%的二氧化碳,体现了较高的环保效益。
研究团队的成员指出,当前全球正加速应对气候变化,这项技术将为建筑行业的可持续发展贡献力量。团队认为,捕获和利用二氧化碳进行3D混凝土打印,不仅能够建造更坚固、更环保的建筑,还将推动建筑技术迈向新高度。
目前,南洋理工大学与合作伙伴已联合申请了美国专利,未来的研究将继续优化打印工艺,提高效率,并尝试利用废气替代纯二氧化碳,进一步降低环境影响。
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