Dall’Olanda valutazione del ciclo di vita del calcestruzzo con geo polimero per stampa 3D: uno studio ex ante

Paesi Bassi: valutazione di geomopolimeri stampati in calcestruzzo 3D
Ricercatori olandesi stanno esplorando un ulteriore potenziale per la stampa 3D con il calcestruzzo, sottolineando le loro scoperte nella recente pubblicazione ” Valutazione del ciclo di vita del calcestruzzo con geo polimero per stampa 3D: uno studio ex ante “. Poiché sia ​​la stampa 3D che i geo-polimeri diventano imprese interessanti per coloro che sono coinvolti nella costruzione, aree come Portland stanno lavorando per sostituire il cemento ordinario a scopi ambientali, diminuendo l’uso dei materiali e la quantità di rifiuti creati.

Quattro tipi di anime di stampo sono stati utilizzati in uno studio precedente invocato dai ricercatori, offrendo una miscela di campioni creati attraverso la stampa 3D e tecniche più tradizionali. Gli stampi fabbricati tramite stampa 3D hanno dimostrato migliori prestazioni ambientali. Per questa ricerca, il team si è concentrato sul continuare a studiare l’analisi dei sistemi ambientali rispetto ai lavori precedenti, ma soprattutto nello sviluppo di nuovi scenari troppo correlati al quadro ex ante.

“Abbiamo coinvolto gli sviluppatori tecnologici nel processo di ricerca e discusso con loro del potenziale panorama tecnologico futuro, della potenziale penetrazione del mercato e quindi dei dati commerciali futuri e della fattibilità degli scenari”, hanno affermato i ricercatori.

La valutazione del ciclo di vita (LCA) viene in genere utilizzata per valutare gli impatti ambientali per i “sistemi di prodotti o servizi” esistenti, mentre l’LCA ex ante viene utilizzata per nuovi sistemi di prodotti prima che vengano messi in atto.

Per i geo-polimeri stampati in 3D, materiali in polvere e leganti sono fondamentali nella produzione di calcestruzzo, che richiedono scorie, ceneri volanti e sabbia. La polvere viene stratificata e quindi gli additivi dell’acqua di silicato vengono combinati e miscelati, con il liquido legante quindi estruso nella stampante 3D. I ricercatori hanno analizzato le tre fasi del sistema, dalla produzione di materie prime al trasporto fino alla produzione di calcestruzzo.

“L’analisi si basa sui punteggi di impatto dopo la caratterizzazione di tutte le categorie di impatto considerate nella valutazione”, hanno affermato i ricercatori.

I ricercatori sottolineano gli hotspot di impatto come:

Elettricità per la stampa 3D
Lunghe distanze di trasporto
Fabbricazione di silicato
Sono stati creati quattro scenari per migliorare gli hotspot. Vedi la tabella sotto.

I ricercatori hanno anche lavorato per definire i profili ambientali della produzione di geomopolimeri per uso commerciale e per la tecnologia includevano anche le materie prime tipiche come cemento, ghiaia, fibra di vetro, additivi e altro ancora.

“Abbiamo ipotizzato che i miglioramenti tecnologici necessari per soddisfare le condizioni dei quattro scenari definiti si sarebbero potenzialmente verificati senza interferenze con i processi di background ottenuti dai database LCA standard e dalla letteratura. Pertanto, l’impatto dei cambiamenti sulla tecnologia 3DGP su scala di laboratorio influenzerebbe solo il sistema in primo piano “, hanno affermato i ricercatori.

Hanno anche valutato la tecnologia nel tempo, per quanto riguarda tre scenari di miglioramento.

La caratterizzazione comparativa si traduce in quattro scenari. I dati sottostanti utilizzati per creare questa figura sono disponibili nelle informazioni di supporto

“I risultati dello studio LCA ex ante qui presentato mostrano alcune discrepanze con i precedenti studi sulla stampa 3D. Ciò è dovuto principalmente alle diverse materie prime valutate in combinazione con le tecnologie di stampa 3D “, hanno concluso i ricercatori. “Nel caso qui presentato, una materia prima nella ricetta, vale a dire il silicato, ha un impatto considerevole sui processi di produzione, portando a risultati più elevati rispetto a quelli delle normali materie prime nella stampa 3D.

“Il calcestruzzo 3DGP non presenta alcun vantaggio rispetto al calcestruzzo ordinario dal punto di vista del trasporto di materie prime. Per il calcestruzzo ordinario, la fornitura di materie prime opera a pieno regime commerciale, a causa della natura matura del mercato. Le distanze di trasporto delle materie prime non sono lunghe per il cemento ordinario. Questi aspetti lasciano ancora poco spazio ai miglioramenti e alla razionalizzazione nell’uso delle risorse. “

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