由弗吉尼亞大學工程與應用科學學院工程師領導的研究小組首次探索新興植物材料纖維素納米原纖維如何放大 3D 打印混凝土技術的優(yōu)勢。
土木與環(huán)境工程系教授奧斯曼·E·奧茲布魯特 (Osman E. Ozbulut) 表示:“我們在印刷性和機械測量方面看到的改進表明,將纖維素納米原纖維加入商業(yè)可印刷材料中可以很快帶來更具彈性和更環(huán)保的建筑實踐。”
他的團隊的研究成果將發(fā)表在 2024 年 9 月的《水泥與混凝土復合材料》雜志上。
采用 3D 打印混凝土建造的建筑物是住房領域的一個令人興奮的趨勢,它們提供了一系列好處:快速、精確的施工,可能使用可回收材料,降低勞動力成本和減少浪費,同時能夠實現傳統(tǒng)建筑商難以實現的復雜設計。
該過程使用專門的打印機,逐層分配類似水泥的混合物,然后使用計算機輔助設計軟件構建結構。但到目前為止,可打印材料的選擇有限,而且關于其可持續(xù)性和耐用性的問題仍然存在。
“我們面臨著相互矛盾的目標,”Ozbulut 說道。“混合物必須流動性好才能順利制造,但又要硬化成具有關鍵特性的穩(wěn)定材料,例如良好的機械強度、層間粘合性和低熱導率。”
纖維素納米纖維由木漿制成,是一種可再生且低影響的材料。與其他植物纖維衍生物一樣,工業(yè)上稱為 CNF 的材料具有作為添加劑改善這些復合材料的流變性(流動特性的科學術語)和機械強度的巨大潛力。
然而,Ozbulut 表示,直到 UVA 領導的團隊在 Ozbulut 的彈性和先進基礎設施實驗室進行細致的研究之前,CNF 對傳統(tǒng) 3D 打印復合材料的影響尚不清楚。
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