На протяжении многих десятилетий стальные прутья были основным материалом для армирования бетонных конструкций. Однако, новый подход обещает сделать обычный строительный материал более прочным и экологически чистым.
Инженеры из Калифорнийского университета в Беркли использовали 3D-печать для создания полимерной решетчатой структуры, которая может служить основой для прочного и долговечного низкоуглеродистого бетона.
Полимерные волокна легки, дешевы в производстве и устойчивы к коррозии. Современные подходы включают смешивание этих волокон с бетоном перед его заливкой, что может привести к неравномерному распределению волокон и, как следствие, к неравномерной прочности конструкции и появлению трещин.
Новая бетонная панель, разработанная инженерами, состоит из прочной и легкой октетной полимерной решетки, напечатанной на 3D-принтере из акрилонитрил-бутадиен-стирола (ABS), а в качестве наполнителя зазоров и отверстий был использован сверхпрочный бетон с высокой устойчивостью к деформации на сжатие. Были протестированы образцы с различным соотношением бетона и полимерной решетки (от 19,2 до 33,7% от общего объема бетона). Результаты тестов показали, что панели с более тонкой структурой решетки были такими же прочными и устойчивыми к пиковым нагрузкам деформации, что и аналоги большей толщины.
Эти выводы являются ключевыми для одной из целей исследовательского проекта – использование более высоких концентраций альтернативных материалов для уменьшения углеродного следа производства бетона, на которое в настоящее время приходится 8% мировых выбросов CO2.
Теперь инженеры из Беркли планируют экспериментировать с разными геометрическими формами решетки, чтобы улучшить прочность и другие эксплуатационные характеристики бетонных панелей.
