3 Boyutlu Yazıcıyla Geri Dönüştürülmüş Camdan Yapılan Betonlar

3 boyutlu baskı beton, mimaride ve inşaat sektöründe bir değişikliğe yol açabilir. Mevcut teknolojilerin üzerinde çalıştığı yeni şekiller ve formlar üretmek için kullanılabileceğinden, binaları inşa etmek için hâla kullanımda olan asırlık süreçleri ve prosedürleri, daha düşük maliyetler ve zaman tasarrufu sağlayacak şekilde değiştirebilir.

Bununla birlikte, betonun önemli bir çevresel etkisi vardır. Şu anda dünyanın beton ihtiyacını karşılamak için büyük miktarlarda doğal kum kullanılıyor ve bu da çevreye büyük maliyet oluşturuyor. Genel olarak, inşaat sektörü sürdürülebilirlikle mücadele ediyor ve dünyadaki katı atık sahası çöplerinin yaklaşık %35’ini oluşturuyor.

Yeni araştırmamız, bu etkiyi azaltmanın bir yolu olduğunu gösteriyor. 3 boyutlu baskı için betonun bir bileşeni olarak geri dönüştürülmüş cam kullanmayı denedik.

Beton, çimento, su ve agrega (kum ve kırma taş) karışımından yapılır. Karışımdaki agreganın %100’e kadar olan kısmını camla değiştirmeyi denedik. Basitçe söylemek gerekirse, cam kumdan üretilir, geri dönüşümü kolaydır ve herhangi bir karmaşık işleme gerek kalmadan beton yapmak için kullanılabilir.

İnşaat endüstrisinden gelen talep de, camın geri dönüştürülmesini sağlamaya yardımcı olabilir. 2018’de ABD’de camın yalnızca dörtte biri geri dönüştürüldü ve yarısından fazlası katı atık sahasına gitti.

Daha iyi inşaat

Yerel bir geri dönüşüm şirketinden alınan kahverengi soda-kireç içecek bardağını agrega yerine kullandık. Cam şişeler önce kırma makinesinde kırılıp, sonra kırılan parçalar yıkandı, kurutuldu, öğütüldü ve elendi. Ortaya çıkan parçacıklar bir milimetre kareden daha küçüktü.

Kırılan cam daha sonra beton üretim malzemesi olarak kullanıldı. Bu beton, bütün bir bina oluşturmak için birbirine takılabilen 3 boyutlu baskı duvar elemanları ve prefabrike yapı blokları oluşturmak için kullanıldı.

Atık cam bir inşaat malzemesinin parçası olarak bu şekilde kullanılması durumunda, yeniden bir hayat bulabilir.

Camın varlığı sadece atık sorununu çözmekle kalmaz, aynı zamanda doğal kum içeren betondan daha üstün özelliklere sahip bir beton geliştirilmesine de katkıda bulunur.

Pencerelerde ve şişelerde bulabileceğiniz en yaygın cam türü olan soda-kireç camının termal iletkenliği, betonda yaygın olarak kullanılan kuvars kumundan üç kat daha düşüktür. Bunun anlamı, geri dönüştürülmüş cam içeren betonun daha iyi yalıtım özelliklerine sahip olmasıdır. Yaz ya da kış, soğutma ya da ısıtma için gerekli olan maliyetleri önemli ölçüde azaltabilir.

Sürdürülebilirliği artırma

Beton karışımını bir yapı malzemesi olarak daha sürdürülebilir hâle getirmek için Portland çimentosunun bir kısmını kireç taşı tozuyla değiştirmek de dâhil olmak üzere başka değişiklikler de yaptık.

Portland çimentosu, betonun diğer bileşenleri sertleşecek bir karışım hâlinde birbirine bağlamak için kullanılan önemli bir bileşenidir. Bununla birlikte, normal Portland çimentosunun üretimi, diğer sera gazlarının yanı sıra önemli miktarlarda karbondioksitin salımına yol açar. Çimento üretim endüstrisi, çevredeki tüm karbondioksit emisyonlarının yaklaşık %8’inden sorumludur.

Kireç taşı, Portland çimentosundan daha az tehlikelidir, üretim sürecinde daha az çevresel etkiye sahiptir ve baskı karışımının kalitesinde bir azalma olmadan 3 boyutlu baskı için betonda normal Portland çimentosu yerine kullanılabilir.

Betonun yoğunluğunu azaltmak için, içi boş termoplastik kürelerden yapılmış hafif dolgu maddeleri de ekledik. Bu, betonun termal iletkenliğini değiştirerek, 3 boyutlu baskı için kullanılan diğer betonla karşılaştırıldığında yoğunluğu %40’a kadar azalttı. Bu da, betonun yalıtım özelliklerini daha da iyileştirdi ve gereken ham madde miktarını azalttı.

3 boyutlu baskı teknolojisini kullanarak, bir bilgisayarda basitçe bir duvar yapısı geliştirebilir, onu basit bir koda dönüştürebilir ve inşa edilmesi için 3 boyutlu bir yazıcıya gönderebiliriz. 3 boyutlu yazıcılar 24 saat çalışabilir, üretilen atık miktarını azaltabilir ve aynı zamanda inşaat işçilerinin güvenliğini de artırabilir.

Araştırmamız, ultra hafif, iyi yalıtılmış bir 3 boyutlu binanın mümkün olduğunu gösteriyor.

Kaynak: https://theconversation.com/future-cities-could-be-3d-printed-using-concrete-made-with-recycled-glass-175598