塔爾圖大學(xué)和愛沙尼亞生命科學(xué)大學(xué)的科學(xué)家們用泥炭和油頁(yè)巖灰建造了一種建筑材料，可以將私人住宅的建筑成本降低近十倍。其目的是創(chuàng)建一種基于當(dāng)?shù)刈匀毁Y源和廢棄物的自支撐建筑材料，可用于直接在建筑工地進(jìn)行高達(dá)兩層高的3D打印房屋制作。 在確定泥炭中的腐殖酸和富里酸含量并進(jìn)行元素和礦物質(zhì)的XRD分析后，對(duì)可能的測(cè)試混合物進(jìn)行建模并印刷小的測(cè)試片。上圖：Toomas Tenno正在展示這些測(cè)試件。圖片來(lái)源：Merilyn Merisalu 據(jù)愛沙尼亞濕地協(xié)會(huì)稱，濕地覆蓋了愛沙尼亞約22％的面積，但只有三分之一的泥炭被用作泥炭沉積物。愛沙尼亞的另一個(gè)重要原因是油頁(yè)巖灰 - 該國(guó)每年估計(jì)生產(chǎn)700萬(wàn)噸（770萬(wàn)噸）油頁(yè)巖灰，其中只有5％被重新利用。“到目前為止，沒(méi)有人生產(chǎn)泥炭復(fù)合材料作為建筑材料，因?yàn)槟嗵靠梢苑乐乖S多材料硬化。在我們的項(xiàng)目中，我們?cè)O(shè)法克服了這個(gè)問(wèn)題。”塔爾圖大學(xué)的Juri Liiv說(shuō)。 油頁(yè)巖灰被歸類為危險(xiǎn)廢物，因?yàn)樗谂c水接觸時(shí)變得非常堿性（pH值接近13）。然而，具有這種pH的灰分最適合建筑材料。開發(fā)的材料完全無(wú)害，對(duì)環(huán)境安全。來(lái)自塔爾圖的科學(xué)家開發(fā)出一種3D打印混凝土類材料，主要由碾磨的泥炭制成，油頁(yè)巖灰作為粘合劑。在測(cè)試過(guò)程中，科學(xué)家們找到了一種將凝固時(shí)間從大約30天縮短到一天的解決方案。如果孔溶液的pH值低于9，則不會(huì)硬化。通過(guò)將油頁(yè)巖灰中發(fā)現(xiàn)的氧化鉀和堿金屬與不溶性化合物結(jié)合，可以通過(guò)非常高的pH解決該問(wèn)題。在泥炭中，油頁(yè)巖灰與腐殖酸反應(yīng)并吸收二氧化碳。由于化學(xué)反應(yīng)，粘合劑變成普通混凝土和石灰石。此外，將納米二氧化硅或硅煙霧等納米添加劑添加到泥炭和油頁(yè)巖灰中以改善其性質(zhì)。 “由于顆粒非常小，它們?nèi)芙饬己貌⒕鶆蚍植荚谡麄€(gè)材料中。硅煙顯著提高了這種材料的質(zhì)量，”塔爾圖大學(xué)膠體和環(huán)境化學(xué)主席Toomas Tenno教授說(shuō)。找到合適的混合物需要大約一年的時(shí)間才能獲得堅(jiān)固且具有高導(dǎo)熱性的材料。在最終硬化之后，該材料堅(jiān)固，輕便，耐用并且具有低傳熱率。盡管泥炭也被用作燃料，但它也是不可燃的。泥炭被用作填料以獲得優(yōu)異的熱性能 ，而經(jīng)過(guò)開發(fā)的泥炭材料在24小時(shí)內(nèi)達(dá)到其初始硬度，但在之后的一段時(shí)間內(nèi)保持彈性。整個(gè)結(jié)構(gòu)變得氣密而不增加任何防風(fēng)保護(hù)，并且它還能很好地阻擋聲音。 由于泥炭和油頁(yè)巖灰非常便宜，科學(xué)家們計(jì)算出3D打印房屋外殼（100-150平方米）需要花費(fèi)約5,000歐元，大約是構(gòu)建傳統(tǒng)框架外殼的成本的十分之一。該團(tuán)隊(duì)現(xiàn)在正致力于使材料更易于打印。最近在《可持續(xù)材料與技術(shù)》雜志上發(fā)表他們的這項(xiàng)研究論文。
轉(zhuǎn)載自：中國(guó)3D打印網(wǎng) 中國(guó)3D打印網(wǎng)譯自：3ders.org
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