The vast amounts of industrial waste generated by the construction industry present an opportunity to valorize materials for use in new building projects, improving the sustainability of the sector. A new study in the清洁杂志已经对工业废物的3D打印混凝土进行了全面评论。
Study:将工业废料用于3D打印可持续混凝土：评论亚博网站下载。图片来源：zapp2photo/shutterstock.com
Utilizing waste streams and turning them into commercially viable products is a central element of the circular economy concept.
传统的具体生产：一种不可持续的做法
建筑行业每年需要建造100亿座新房屋，以及满足基础设施需求，例如电站，运输中心，隧道和水坝，以满足快速增长的世界人口，工业化和城市化的增长和城市化的需求。
混凝土中最广泛使用的材料消耗了大量的自然资源，其制造业约占全球所有温室气体排放的约8-9％。此外，传统的建筑做法和拆除会产生大量的工业废物，这对环境产生了严重的影响。
Construction waste is predicted to reach 2.2 billion tons by 2025. When sent to landfills, heavy metals and toxins can leach into the local environment, causing contamination of ecosystems.
显然，如果建筑行业遵循一种“惯常业务”模型，它将继续造成环境破坏，产生大量废物，并散发出诱发气候变化的温室气体。与国际协议一致，全球建筑部门已致力于将碳排放量减少到零净。这促进了对替代施工方法和可持续胶结材料的研究。亚博网站下载
可持续的水泥材料亚博网站下载
对可持续水泥混合物的研究一直是建筑行业和材料科学的重点。亚博网站下载亚博老虎机网登录这些混合物通常包括工业废物，例如从以前的建筑和基础设施项目中回收的铝硅酸盐材料。亚博网站下载除了提高可持续性外，可持续胶合物质还可以改善混凝土的特征，例如其流变学特性，耐用性和长期强度。亚博网站下载
但是，传统的混凝土制造方法仍然很大程度上依赖化石燃料并产生废料，因此，即使在普通混凝土中用可持续添加剂代替了一定比例的水泥材料，也不是令人满意的选择。亚博网站下载为了克服传统制造业的问题，添加剂制造（也称为3D打印）已被广泛提议用于全球建筑行业的大规模实施。
研究
新研究发表在清洁杂志has investigated the manufacture of concrete with sustainable cementitious materials and mixtures from industrial waste using 3D printing. The use of industrial waste materials confers significant advantages for 3D printing concrete due to their positive rheological properties and early age effects required for printing, and reductions in waste disposal.
建筑行业的3D打印的想法是在2004年首次提出的，2011年，英国拉夫堡大学的研究人员在2011年进行了关键发展，他们开发了3D混凝土印刷。在拉夫堡（Loughborough）开发的过程涉及在数字设计之后逐层打印混凝土。在过去的几年中，全球几个项目都利用了这项技术。
3D printed concrete must have two seemingly contradictive properties: low viscosity (extrudability) and high yield stress (buildability.) This sets them apart from conventional concrete. Due to this, the strategic use of sustainable cementitious materials and chemical admixtures must be carefully considered when designing the mixture. Several studies have focused on the use of these materials as admixtures in Ordinary Portland cement.
废物管理方面的进步是开发具有可调性流变和早期反应的可持续3D印刷材料的不可或缺的一部分。亚博网站下载该研究讨论了在3D混凝土印刷中使用可持续的水泥材料和其他工业废物的使用。亚博网站下载此外，在研究中考虑了该技术的经济和环境影响，以提供有关其可持续性的观点。
作者调查的适用于可持续水泥材料的工业废物包括粉煤灰，二氧化硅烟雾，爆炸炉炉渣废物，石灰石，石英，矿山尾矿和生物量亚博网站下载灰烬。控制这些材料用于可持续可打印的胶结材料的因素包括成本和可用性及其对成品的影响亚博网站下载。其他考虑因素包括3D打印的过程优化。
考虑到截至2021年7月发表的多个来源的论文，作者提供了全面的文献综述。缩小了1000个文件，并从研究中删除了非相关论文。该研究对该领域的主要贡献是对工业废物的全面和批判性分析，可以适用于3D打印和更清洁的生产。
最后，作者确定了未来的观点和机遇，这些观点和机会将支配3D印刷的可持续水泥材料的商业可行性，这些材料源自工业废物。亚博网站下载作者指出，该论文对行业和学术界都有可能有用，并且可以作为决策者的参考文件，并协助长期实现联合国可持续发展目标的目标。
进一步阅读
Dey，D等。（2022）将工业废料用于3D打印可持续混凝土：评论亚博网站下载[在线的]清洁杂志340 130749 |亚博老虎机网登录ScienceDirect.com。可用网址：https://www.亚博老虎机网登录sciendirect.com/science/article/pii/s0959652622003882
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