科学家用玻璃废料替代3D打印混凝土结构中常用的沙子

2022年04月27日 09:02 次阅读 稿源:cnBeta.COM 条评论

据New Atlas报道,混凝土是一种非常常见的建筑材料,以至于其主要成分之一--沙子--的供应越来越少。因此,科学家们现在正在探索用玻璃废料代替沙子的可能性,否则这些废料会被填埋。

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尽管玻璃被认为是一种可回收的材料,但它经常不被回收。这可能是由于缺乏适当的回收设施,或者是由于玻璃废料经常以许多碎片的形式出现,这些碎片太小,无法以实际的方式按颜色分类--分类过程是回收的要求。

新加坡南洋理工大学的研究人员为寻求非回收玻璃的用途,研究利用它来替代3D打印混凝土结构中常用的沙子。毕竟,玻璃是由二氧化硅制成的,而二氧化硅是沙子的一个主要成分。

在他们的研究中,科学家们将玻璃废料粉碎成五种不同的碎片尺寸--粗、中、细、超细和“月尘”--以取代通常作为混凝土骨料的沙子和砾石。然后他们将磨碎的玻璃与混凝土的其他两种成分,即水泥和水结合起来。

混合物随后通过现有的4轴龙门式机器人3D打印机的喷嘴被挤出,创造出一个40厘米高的L形混凝土长凳。混凝土固化后,发现其强度与传统的含沙混凝土相似。此外,研究人员指出,浇筑的混凝土在固化前没有变形或塌陷,而且它的流动性足以轻松地流过打印机的喷嘴。

作为一个额外的好处,由于玻璃不像沙子那样吸水,制造混凝土所需的水也更少。

“我们的研究表明,回收的玻璃可以用来替代3D打印的混凝土中高达100%的沙子,”首席科学家Andrew Ting说。“其结果是一种机械强度符合可接受的工业标准的混凝土工作台。鉴于沙子被开采的速度比它自然补充的速度快得多,在建筑和施工中使用再生玻璃的前景正变得越来越有吸引力。”

这项研究在最近发表于《建筑工程杂志》的一篇论文中进行了描述。

澳大利亚迪肯大学的科学家在2019年进行的一项研究表明,玻璃也可以在更传统的非3D打印结构中取代沙子。

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