Più forte e più duraturo grazie a questo popolare ingrediente

Dai pezzi più piccoli ai grandi edifici, La stampa 3D sta diventando un’alternativa più veloce, più sostenibile e personalizzabile Rispetto alle tecniche costruttive e produttive tradizionali. Ti permette di costruire una casa in un solo mese. Ciò che era iniziato come una tecnica per liberare il design della casa, si è diffuso in diversi progetti in cui è possibile creare nuove attrezzature mediche o accessori sportivi in ​​Spagna.

Tuttavia, questa tecnologia continua ad evolversi. Attualmente sono allo studio macchine più precise che si adattano a un’ampia gamma di ambienti, come la stampa 3D nello spazio. Anche Nuovi materiali richiesti Con cui è possibile migliorare la qualità del risultato, ad esempio, nella costruzione di case.

Il calcestruzzo rimane il re tra i materiali da costruzione, così come nella stampa 3D. Ora, i ricercatori del College of Engineering and Applied Science dell’Università della Virginia ritengono che la miscela di calcestruzzo strutturale non sia la soluzione ideale per la costruzione di edifici e… Hanno introdotto una nuova soluzione a base di legno.

Cemento cellulosico

Lo usano ogni anno 30 miliardi di tonnellate di cementoNonostante il loro costo molto elevato per l’ambiente: per ogni tonnellata vengono rilasciati nell’atmosfera più di 600 chilogrammi di anidride carbonica. Per evitare ciò e migliorarne anche le proprietà, gli scienziati di tutto il mondo stanno sviluppando nuove miscele per ottenerlo Composti più forti O addirittura esserlo In grado di immagazzinare energia.

Gli ultimi a presentare i risultati sono i membri del team di Othman E.. Ozbulut, professore presso il Dipartimento di Ingegneria Civile e Ambientale. Per la loro miscela hanno scelto le fibre vegetali comunemente utilizzate nella produzione di carta e altri oggetti. particolarmente Hanno studiato l’effetto delle CNF (nanofibre di cellulosa) Nei veicoli stampati in 3D.

Il processo utilizza una stampante specializzata che distribuisce la miscela simile al cemento in strati per costruire la struttura utilizzando un software di progettazione assistita da computer. Ecco come si ottiene Forme più complesse in meno tempoEvitando di dover mettere il composto negli stampini finché non si asciuga.

Tuttavia, attualmente, le opzioni per i materiali stampabili sono limitate, per non parlare della durabilità che offrono rispetto alle tecniche di costruzione tradizionali. Dopo questo studio, conferma che le nanofibre di cellulosa hanno un grande potenziale per migliorare la fluidità e la resistenza Di materiali compositi.

“Siamo di fronte a obiettivi contraddittori”, afferma Ozbulut. “Affinché la produzione sia possibile, la miscela deve fluire bene, ma deve anche avvenire Si solidifica in un materiale stabile con proprietà critiche, Come buona resistenza meccanica, legame tra gli strati e bassa conduttività termica”.

Il CNF viene estratto dalla pasta di legno, rendendola rinnovabile e sostenibile. Applicato su calcestruzzo ne aumenta la fluidità consentendo un’impressione più uniforme. Ma non è tutto. Il CNF aumenta anche la resistenza e la durabilità del calcestruzzoIl risultato sono edifici che possono resistere alla prova del tempo.

La cellulosa lo è Il polimero organico rinnovabile più abbondante sulla Terra La polpa è il materiale legnoso comunemente utilizzato nella fabbricazione della carta, soprattutto la carta meno resistente, come quella utilizzata per i quotidiani. A questo scopo vengono solitamente utilizzati legni teneri come l’abete rosso, il pino o l’abete rosso, in cui il legno viene prima fresato e poi inumidito.

L’uso di materiali di origine biologica può anche contribuire alla sostenibilità delle strutture in calcestruzzo e ridurre l’inquinamento durante la loro costruzione. Un altro vantaggio che questi ricercatori evidenziano nel loro studio Pubblicato sulla rivista scienze È che la cellulosa è un materiale anallergico e può resistere alle alte temperature e Ha eccellenti proprietà di isolamento elettrico.

Liquidità e resistenza

“Come altri derivati ​​delle fibre vegetali, le nanofibre di cellulosa, come sono conosciute nel settore, mostrano un grande potenziale come additivi per migliorare la tissotropia (il termine scientifico per le proprietà di flusso) e Resistenza meccanica Di questi composti”, spiegano.

Sono state preparate diverse miscele di malta con diversi contenuti di CNF fino allo 0,5%. Le miscele risultanti sono state testate in a Stampante 3D per calcestruzzo con ugello da 15 mm di diametro ed estrusione a vite per valutare la stampabilità e la costruibilità delle miscele di calcestruzzo armato con CNF.

Dopo i test, il team lo ha scoperto L’aggiunta di appena lo 0,3% di CNF ha migliorato significativamente le prestazioni. L’analisi microscopica dei campioni induriti ha rivelato anche un migliore legame del materiale e un’integrità strutturale.

“I miglioramenti che abbiamo osservato sia nella stampabilità che nelle misurazioni meccaniche suggeriscono che l’incorporazione di nanofibre di cellulosa nei materiali stampabili commerciali potrebbe Porta a pratiche di costruzione più resilienti e verdi “Prima o poi” Othman E. ha detto: Ozbulut, professore presso il Dipartimento di Ingegneria Civile e Ambientale.. Nei test successivi nel laboratorio di Ozbulut, i componenti stampati in 3D rinforzati con CNF hanno resistito anche alla tensione, alla flessione e alla compressione.