在過去的幾十年里，全球人口一直在穩步增長，這意味著房屋等建筑數量也在隨之攀升。住宿建設必不可少的是水泥產品(包括水泥和混凝土)，這是當今使用最廣泛的資源之一。根據聯合國經濟和社會事務部(人口司)進行的預測未來幾年世界人口的研究報告顯示：到2060 年，這個星球上的人口預計將超過100億。考慮到目前約占二氧化碳排放總量8%的水泥生產，建筑行業的排放量可能會進一步增加。因此，由 Ankita Gangotra、Emanuela Del Gado 和 Joanna I. Lewis 組成的研究團隊一直在研究使用水泥和相關材料進行3D打印的可能性，他們都在美利堅合眾國喬治城大學工作氣候保護。關于這個令人興奮的建筑行業水泥3D打印項目，您可以在發表在《Commun Eng》期刊上的題為“3D printing has untapped potential for climate mitigation in thecement sector”研究論文中找到進一步信息。

　　二氧化碳對我們星球的威脅是一個日益嚴重的問題，由于水泥的生產和使用在其中起著重要作用，因此需要3D打印等新興建造技術才能在水泥和混凝土供應鏈實現碳中和。研究人員在工作過程中一直致力于實現水泥行業的脫碳目標。這意味著經濟運行方式的改變，這應該會減少碳排放。

　　△水泥3D打印(C3DP)的一個例子：奧地利的第一座3D打印建筑(圖片來源：PERI 3D Construction GmbH)

　　通過水泥 3D 打印可以保護氣候嗎?

　　我們知道，建筑領域的增材制造為我們節省了材料、時間和成本，還最大限度地減少了人力工作量，但在考慮氣候保護方面的可能性時，研究人員表示3D打印仍有很大潛力在水泥供應鏈和后續建筑過程中， 3D打印的使用還可以持續減少溫室氣體排放。研究人員表示，在該供應鏈的第一步中，這可能涉及生產新型低碳3D打印水泥混合物，這些水泥混合物已用其他膠凝材料增強。例如，這可能包括工業廢物，如飛灰或礦渣，但也可能包括自然形成的材料，例如粘土。研究論文中表示，地質聚合物和來自傳統混凝土的回收材料等替代粘合劑也可用于此目的。所有這些更新用于后續3D打印的水泥混合物的因素都可以減少排放。

　　如果我們看看3D打印過程本身，減少材料浪費等因素可以減少排放，因為3D打印只使用最終需要的材料量。在材料的可能性上可以看到進一步的減排，其中一些材料可以從當地獲得，這避免了資源必須長途跋涉才能運送，因此也可以減少排放。然而，除了所有這些有助于氣候保護的直接影響因素外，有害的環境影響也很重要，例如煙霧的形成、化石燃料的產生或富營養化。但是，如果要將水泥3D打印用作實現氣候目標的獨特方式，則需要嚴密控制。這些控制主要與3D打印期間的流動特性有關，但也與打印層的合并有關。

　　3D 打印建筑的全球戰略

　　當我們審視那些在建筑領域(包括水泥領域)優先考慮3D打印的國家的國際戰略時，這篇研究論文與時俱進的事實就很明顯了。例如，2021年1月，美國國防部決定進一步發展增材制造，包括混凝土結構中的3D打印。基于此，他們強調了進一步制定政策的緊迫性。2021年，迪拜設定了一個雄心勃勃的目標，即到2030年使用3D打印制造所有新建建筑的25%。在中國，政府對水泥3D打印的資助也有所增加，并用于幾個重大建設項目。

　　來源丨 網絡

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