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研究人员正在尝试用玻璃代替砂石制作混凝土的可能性

小印
2021-12-03 18:16:06

皇家墨尔本理工大学的研究人员开发了一种新的生态友好型3D打印混凝土材料,该材料使用回收的玻璃作为骨料。

传统的混凝土是由水泥、水、砂石按一定比例混合而成(有时候也会加一些别的化学剂)。不过目前随着人类的大量开采,砂石资源正在不断减少,而且开采砂石对环境也会造成影响。于是,皇家墨尔本理工大学的研究人员就开始研究可以替代的材料。通过筛选,他们选择了回收的玻璃,并和混凝土3D打印联系了起来。

研究团队表示,之所以选择玻璃主要出于以下几点考虑,一是玻璃的化学成分和砂石没有太大的区别,二是人类每年会产生数百吨的玻璃垃圾,而这些玻璃垃圾处理起来有非常麻烦。如果能用于混凝土的材料,那么玻璃垃圾的处理将变得简单,还具有一定的经济效益。三是经过测试,加入了玻璃的混凝土具有不错的机械性能。

在测试阶段,研究团队一共准备了5种玻璃颗粒,并按不同的比例加入到水泥中,制作了多种混凝土。随后,他们用这些混凝土3D打印了多个混凝土钻块,通过三点弯曲试验、X射线、电子显微镜等多种方法进行了测试。

测试结果表面,玻璃颗粒可以很好的填补水泥地孔隙率,粗颗粒比细颗粒效果更好。3D打印砖块的Z轴的抗弯曲强度增加了25%至33%,但X轴方向的抗弯强度降低了8%至20%。

最终的结论就是,用玻璃代替砂石制作混凝土是可行的,尤其是在3D打印时,如果能控制好打印方向,还能实现更好的建筑性能。后续,研究团队还将继续这个项目的研究,重点是分析微观结构,以此来确定添加玻璃的颗粒大小和成分比。

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