Grafen Takviyeli 3 Boyutlu Beton Baskı Ve Faydaları

Grafen takviyeli 3 boyutlu beton baskı ve faydaları

3 boyutlu beton baskı işlemi beton kalıpları içermediğinden, inşaat demiri ve çelik hasır gibi geleneksel takviyeler kullanılamaz. Grafen baskı, beton için en umut verici katkı malzemelerinden biri olduğunu kanıtlıyor.

Grafen, bir atom kalınlığındaki karbon atomu katmanlarından oluşur. Sahip olduğu eşsiz tasarımı, çelikten 100 kat daha güçlü çekme mukavemeti ile dünyanın en güçlü malzemelerinden biri olmasını sağlar.

3 boyutlu beton baskı, inşaat dünyasını değiştiren yeni teknolojilerin başında yer alıyor. İnşaat maliyetlerini, süresini ve atıklarını azaltma vaadi, inşaat sektörüne geleneksel beton blok ve dökülmüş beton işlemlerine bir alternatif olarak araştırıp, keşfetme konusunda ilham verdi.

3 boyutlu beton baskıdaki en son gelişmelerden biri, beton güçlendirme malzemesi olarak grafen kullanmayı içeriyor. Grafenin etkinliğine yönelik testler devam ederken, bugüne kadar yapılan testler, grafenin baskı betonun mekanik özelliklerini ve dayanıklılığını iyileştirmede çok etkili olduğunu gösterdi.

3 boyutlu beton baskının temelleri

3 boyutlu baskı, basılmakta olan malzeme ne olursa olsun, bilgisayarda bir nesnenin 3 boyutlu modelini oluşturmakla başlar. Yazılım, daha sonra 3 boyutlu bir yazıcıyı, gerçek modeli oluşturmak amacıyla kullanılan bir örüntüde malzemeyi ekstrüde etmesi için yönlendirir.

Yazıcı 3 boyutlu beton baskı ile bir bilgisayar tarafından yönlendirilerek betonu duvar, merdiven veya diğer yapılar şeklinde ortaya çıkarır.

3 boyutlu beton baskı ile yazıcı, normalde beton blokların döşenmesini ya da beton formların oluşturulmasını ve doldurulmasını içeren duvarlar, merdivenler ya da diğer yapılar şeklindeki betonu ekstrüde etmek için bir bilgisayar tarafından yönlendirilir. Süreç, kurulum için bir binanın sahaya taşınan bileşenlerini prefabrike olarak üretmek için kullanılabilir ya da hedeflenen konumlarında duvarlar ve diğer bileşenleri inşa etmek için sahaya getirilebilir.

Bir bilgisayar, bir köprü sistemi ya da vinç benzeri robotik kol ve bir beton pompası kullanarak, bir evin ya da başka bir binanın iç ve dış duvarlarını inşa etmek için 3 boyutlu bir yazdırma kafasını yönlendirebilir ve bir plan ya da 3 boyutlu modelde detayları verilen tasarımla şerit benzeri yollarda beton ekstrüzyonu yapabilir.

Baskı betonu güçlendirmek için grafen kullanımı

Betonun 3 boyutlu baskı işlemi beton kalıplarını içermediğinden, inşaat demiri ve çelik hasır gibi normal takviyeler kullanılamaz. Deneyler, beton karışımına çelik liflerin dâhil edilmesini ve yeni basılmış kalıplara çelik vidaların yerleştirilmesini içerse de grafen, dayanımı artırma açısından baskı beton için en umut verici katkı maddelerinden biri olduğunu kanıtlıyor.

Bir atom kalınlığında karbon atomu katmanından oluşan grafen, bazı araştırmacılar tarafından teknolojinin geleceği olarak görülüyor. Karbondakilerle aynı atomları içeriyor, ancak bu atomlar çelikten 100 kat daha güçlü bir çekme dayanımı ile dünyanın en güçlü malzemelerinden biri olmasını sağlayan benzersiz bir tasarımda düzenleniyor.

Betonda grafen kullanımına yönelik araştırma, Nisan 2018’de “Advanced Functional Materials” dergisinde yayımlandı.

Grafen, çeşitli 3 boyutlu baskı filamentleri için bir katkı maddesi olarak kullanılmış, filament yüzeyinin mukavemetini, sertliğini ve tokluğunu artırmıştır. Grafen, betona ilave edildiğinde beklenen faydalarının yanı sıra, mukavemeti önemli ölçüde artırdığı ortaya konulmuştur.

Grafen ile yapılan ilk deneyler, betonun dayanımını %40’a kadar artırabileceğini öngörüyordu. Takip eden çalışmalar, grafen eklenmesiyle betonun basınç dayanımında %146’lık bir artışın yanı sıra, eğilme dayanımında %79,5’lik bir artış vesu geçirimliliğinde yaklaşık %400’lük azalma olduğunu ortaya koydu.

Grafen katılmış 3 boyutlu baskının kullanılmasının dayanım ve dayanıklılık açısından fark edilen faydalarının dışında, betonun kullanıldığı projelerin çevresel etkilerini de büyük ölçüde azaltır. Çimento endüstrisi, küresel CO₂ emisyonlarının %8’inden sorumlu olan dünyanın önde gelen sera gazı üreticilerinden birisidir. 3 boyutlu baskı, bazı ağır malzemelere olan ihtiyacı ortadan kaldırarak ve betonun sahada üretilmesine izin vererek, nakliye araçlarına ve vinçlere olan ihtiyacı azaltıp bir projenin karbon ayak izini büyük ölçüde düşürür.

Genel olarak, 3 boyutlu baskı beton, inşaatın daha az iş ve atıkla, daha hızlı bir şekilde tamamlanmasını sağlıyor. 3 boyutlu baskı beton, karışıma grafen ekleyerek elde edilen ekstra faydalarla, güvenilir ve uygun fiyatlı konut konusunda umut vadediyor.

Kaynak: https://www.forconstructionpros.com/concrete/equipment-products/rebar-accessories-equipment/article/21980794/dibara-masonry-benefits-of-graphene-as-reinforcement-in-3d-concrete