南洋理工大學研發新型3D打印混凝土技術：強度和耐久性更強
2024年12月17日，新加坡南洋理工大學（NTU Singapore）研究人員開發了一種創新的3D打印混凝土技術，該技術能夠捕捉碳，為減少建筑行業的環境足跡提供了有前景的解決方案。
這一突破性研究發表在《Carbon Capture Science & Technology》期刊上，旨在通過減少材料用量、縮短施工周期和降低勞動力需求，顯著降低水泥的碳足跡。水泥生產每年排放約16億噸二氧化碳（CO2），占全球二氧化碳排放量的8%。研究結果表明，二氧化碳和蒸汽的注入顯著改善了混凝土的機械性能，與傳統的3D打印混凝土相比，新混凝土強度和耐久性更強。
這項研究的首席研究員、南洋理工大學機械與航空航天工程學院（MAE）及新加坡3D打印中心（SC3DP）主任Tan Ming Jen教授表示：“建筑行業是全球溫室氣體排放的重要來源之一。我們新開發的3D打印混凝土系統提供了一種減少碳排放的替代方案，不僅改善了混凝土的機械性能，還有效減少了該行業對環境的負面影響。進一步展示了將發電廠或其它工業領域產生的二氧化碳用于打印的可行性。考慮到傳統水泥生產會排放大量二氧化碳，我們的方法提供了一種通過3D打印將二氧化碳回收并封存的創新方案。”
新型3D混凝土可實現二氧化碳封存與吸收
為了實現這一新型3D混凝土打印系統，團隊將3D打印機與二氧化碳泵和蒸汽噴射器連接。在打印過程中，系統將二氧化碳和蒸汽注入混凝土混合物中。二氧化碳與混凝土成分反應后，轉化為固體并永久儲存，鎖定在材料內部。同時，蒸汽的引入有助于提升3D打印結構對二氧化碳的吸收能力，從而增強混凝土的性能。
在實驗室測試中，研究人員發現使用該系統打印的混凝土結構可打印性提高了50%，意味著成型和打印效率得到了顯著提升。與此同時，打印出的混凝土展現出更優越的強度和耐用性。與傳統3D打印混凝土相比，打印結構的抗壓強度（即可承受的重量）提高了36.8%，抗彎強度（即斷裂前的彎曲程度）提高了45.3%。
值得注意的是，這一技術不僅顯著提高了性能，還在環境保護方面表現出色，與傳統3D打印方法相比，采用該系統可吸收和封存更多的二氧化碳，達到38%的提升。
研究的第一作者、南洋理工大學建筑與工程學院博士生Lim Sean Gip表示：“我們正處于一個關鍵的時刻，全球正在加速實現氣候變化目標。我們相信我們的技術能夠幫助建筑行業朝著更加可持續的方向發展，”該研究的第一作者、南洋理工大學建筑與工程學院博士生Lim Sean Gip表示。
論文合著者、南洋理工大學工程與建筑學院研究員Daniel Tay博士補充道：“我們提出的系統展示了如何有效捕獲二氧化碳并將它用于混凝土3D打印，從而生產更堅固、更環保的建筑材料，推動建筑技術的持續進步。”
團隊相信，他們的創新對實現全球可持續發展目標和減少建筑行業對傳統能源密集型材料（如鋼筋混凝土）的依賴具有重要意義。未來的研究將進一步優化3D打印過程，提高生產效率，并探索使用廢氣代替純二氧化碳的可能性。
南洋理工大學以及國際合作伙伴已為這一創新申請了美國專利。
(責任編輯：admin)
Fabric8Labs推出AI芯片定
Titomic又一合作，將與nuF
荷蘭公司將開設3D打印船舶
Chicago Additive推出AMOS
590MHz帶寬+超90%輻射效率
威斯康星大學麥迪遜分校工
突破性生物3D打印
迪拜LEAP 71公司
3D生物打印構建內
《Small Science
南洋理工-劍橋大
清華大學：抗拉強
