研究人员使用3D印表机制造更坚硬,更环保的混凝土

时间:1个月前   阅读:20

ADVERTISEMENT



一个多世纪以来,钢筋一直是加固混凝土的首选质料,但一种新方式有望让这种常见的建筑质料变得加倍坚硬和环保。科学家们行使3D列印手艺生产了一种聚合物晶格结构,它可以作为低碳混凝土的骨架,同时还拥有很好的强度和耐久性。



为了制造复合梁,研究人员将超高性能混凝土浇筑在晶格子周围。 



这项研究是在加州大学柏克莱分校举行的,是在之前行使聚合物加固混凝土的基础上举行的。大约在半个世纪前,聚合物作为钢筋加固的一种有前途的替换物泛起,钢筋具有很高的强度,但繁重、昂贵且会随着时间的推移而退化。



另一方面,聚合物重量轻、生产成本低、耐腐蚀。现在的方式包罗在混凝土浇筑前将这些纤维混合到混凝土中,但这可能会导致不均匀的漫衍,这意味着最终结构的一些部门更坚硬,而其他部门容易泛起裂痕。



这项新研究背后的工程师试图用3D列印的八角形聚合物晶格来解决这一缺陷,这种结构因其怪异的轻质和强度组合而受到青睐,人们希望透过麋集排列的桁架来防止裂痕的形成。研究小组发现,使用丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)聚合物生产格子是乐成的,然后用超高性能混凝土填充裂缝,这种混凝土的抗压强度是通俗混凝土的四倍。



3D研究人员在雅各布斯设计创新学院列印了一组八角形晶格。 

,

皇冠APP

皇冠APP(www.huangguan.us)是一个提供皇冠代理APP下载、皇冠会员APP下载、皇冠体育最新登录线路、新2皇冠网址的的体育平台。也只有皇冠APP可以真正地带给你顶级体育赛事的娱乐体验感。立马一键皇冠体育开户,世界体育赛事等你欣赏。

,

研究人员对这一配方的转变举行了实验,使用了差别版本的聚合物晶格,使其占混凝土整体体积的比例从19.2%到高达33.7%不等。虽然这些调整在抗压强度和峰值载荷方面带来了细小的转变,但混凝土的整体机械性能基本保持稳定。



「当一种质料很懦弱的时刻,它可以蒙受一定的峰值载荷,然后它就会失效,」研究报告的合著者,土木与环境工程教授Claudia Ostertag说。「在这种情况下,我们没有观察到这种失败。它变得越来越强。对于我们对混凝土感兴趣的人来说,这是惊人的。你正在将一些很脆的器械渲染成很有韧性的器械。」



所有被测试的样品在应变密度值上的得分都很高,因此能够吸收大量的能量,而那些格子结构较薄的样品和那些格子结构较厚的样品一样坚韧。这一部门是该研究项目总体目标之一的要害;使用更高浓度的替换质料来削减混凝土制造的碳足迹,由于混凝土制造的碳足迹占天下二氧化碳排放量的8%。



柏克莱分校的研究人员使用3D印表机制造出了聚合物格子强化梁。在弯曲试验中,梁具有高度的柔韧性,大部门的裂纹被晶格钝化。 



「发生水泥的反映自己就会发生二氧化碳,」研究报告的配合作者Hayden Taylor说。「相比之下,方过使用生物聚合物,接纳和可再生能源,有一条可以想像的门路,走向碳中和甚至潜在的碳负值的聚合物。」



该团队计画用差别的晶格形状举行实验,看看差别的几何形状是否能施展差别的用途。「未来,我最大的问题是如作甚特定的应用选择最佳的晶格结构,」研究主要作者Brian Salazar说。「可能会有更多的最佳几何结构守候被发现。」



该研究揭晓在《质料与设计》杂志上。



资料泉源:Berkeley researchers use 3D printer to make stronger, greener concrete

上一篇:娱乐圈绯闻第一人姚笛,38岁生日玩大尺度无人理,真的好尴尬!

下一篇:美食流申请:ST昌鱼有救了?以股抵债 北京华普委身小股东