由弗吉尼亞大學工程與應用科學學院工程師領(lǐng)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(shù)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(lǐng)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?qū)崿F(xiàn)傳統(tǒng)建筑商難以實現(xiàn)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(gòu)建結(jié)構(gòu)。但到目前為止，可打印材料的選擇有限，而且關(guān)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(guān)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(shù)語)和機械強度的巨大潛力。
然而，Ozbulut 表示，直到 UVA 領(lǐng)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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