Karbondioksit Yakalayan 3 Boyutlu Beton
NTU Singapore’un süreci, taze betona buhar ve CO2 enjekte etmeyi içeriyor. Singapur’daki Nanyang Teknoloji Üniversitesindeki (NTU Singapore) bilim insanları, inşaat sektörünün çevresel etkisini azaltmak için yeni bir yol göstererek karbonu yakalayan bir 3 boyutlu beton baskı yöntemi geliştirdiler.
Bilimsel dergi Carbon Capture Science & Technology’de ayrıntılı olarak açıklanan yenilikçi yöntem, daha düşük malzeme kullanımı, azaltılmış inşaat süresi ve iş gücü gereksinimleri yoluyla 1,6 milyar metrik ton karbondioksit (CO2) veya küresel CO2 emisyonlarının yaklaşık %8’inden sorumlu bir malzeme olan çimentonun karbon ayak izini önemli ölçüde azaltmayı hedefliyor.
Yeni geliştirilen 3D beton baskı süreci, endüstriyel süreçlerin yan ürünleri olarak yakalanan buhar ve CO2’i taze betona enjekte etmeyi içeriyor, bu da doğrudan CO2’i beton yapıya dâhil eder ve depolar. Sonuçlar, CO2 ve buhar enjeksiyon yönteminin betonun mekanik özelliklerini iyileştirdiğini ve geleneksel 3D baskılı betona kıyasla daha fazla mukavemet sağladığını göstermiştir.
Çalışmanın baş araştırmacısı, NTU Makine ve Uzay Mühendisliği Okulundan (MAE) ve NTU’nun Singapur 3D Baskı Merkezi’nden (SC3DP) Profesör Tan Ming Jen, “İnşaat ve yapı sektörü, küresel sera gazı emisyonlarının önemli bir kısmına neden olmaktadır. Yeni geliştirilen 3D beton baskı sistemimiz, yalnızca betonun mekanik özelliklerini iyileştirmekle kalmayıp aynı zamanda sektörün çevresel etkisini azaltmaya da katkıda bulunarak karbon azaltıcı bir alternatif sunmaktadır. Enerji santralleri veya diğer endüstriler tarafından üretilen CO2’in 3D beton baskı için kullanılma olasılığını göstermektedir. Geleneksel çimento üretimi çok fazla karbon yaydığından, yöntemimiz 3D beton baskı yoluyla bunu azaltmanın bir yolunu sunmaktadır.” dedi
Araştırma ekibi, inovasyonlarının küresel sürdürülebilir kalkınma hedeflerine ulaşma ve endüstrinin betonarme inşaat gibi geleneksel enerji yoğun süreçlere olan bağımlılığını azaltma yönünde umut verici bir katkı sağladığına inanıyor.
Yeni geliştirme, NTU’nun SC3DP’sindeki Prof. Tan ve ekibi ile uluslararası iş birlikçilerinin inşaat için önceki 3D baskı araştırmalarına dayanıyor. 3D beton baskı sistemlerini geliştirmek için araştırma ekibi, 3D yazıcıyı CO2 pompalarına ve buhar püskürten bir jete bağladı. Sistem etkinleştirildiğinde, yapı basılırken beton karışımına CO2 ve buhar pompalıyor. CO2, betondaki bileşenlerle reaksiyona girerek malzemenin içinde kilitli kalan (izole edilmiş ve depolanmış) katı bir forma dönüşür. Aynı zamanda buhar, CO2’in 3D yazdırılmış yapıya emilimini iyileştirerek özelliklerini geliştirir.
Laboratuvar testlerinde araştırmacılar, yazdırılan beton yapının yazdırılabilirlikte %50 iyileşme gösterdiğini buldular. Bu, daha verimli bir şekilde şekillendirilebileceği ve yazdırılabileceği anlamına geliyor. Yapı ayrıca daha iyi mukavemet ve dayanıklılık gösterdi. Basılan beton, normal 3D basılmış betona kıyasla basınçta (ne kadar ağırlık taşıyabileceği) %36,8’e kadar ve eğilmede (kırılmadan önce ne kadar esneyebileceği) %45,3’e kadar daha güçlüydü.
Özellikle, yöntem aynı zamanda daha çevrecidir ve geleneksel 3D baskı yöntemlerine kıyasla %38 daha fazla karbondioksit emer ve hapseder.
NTU MAE Okulundan doktora adayı Lim Sean Gip, “Dünyanın iklim değişikliği hedeflerine ulaşma çabalarını hızlandırdığı kritik bir zamandayız. Teknolojimizin inşaat sektörünü daha sürdürülebilir hale getirmeye katkıda bulunabileceğine inanıyoruz.” dedi.
NTU MAE Okulu’ndan Araştırma Görevlisi Dr. Daniel Tay, “Önerdiğimiz sistem, karbondioksiti yakalayıp 3D beton baskısında kullanmanın daha güçlü, daha çevre dostu binalara ve inşaat teknolojisinin ilerlemesine nasıl yol açabileceğini gösteriyor.” dedi.
NTU ve işbirlikçileri tarafından bu yenilik için ortak bir ABD patent başvurusu yapıldı. Araştırmacılar, gelecekteki araştırmalarında 3 boyutlu baskı sürecini daha da verimli hâle getirerek saf karbondioksit yerine atık gazları kullanmayı planlıyor.
Kaynak: www.voxelmatters.com/scientists-3d-print-carbon-dioxide-capturing-concrete/
