3D-ప్రింటెడ్ కాంక్రీటులో పురోగతి బలం, మన్నిక మరియు తక్కువ కార్బన్ ఉద్గారాలను వాగ్దానం చేస్తుంది

UVA యొక్క సివిల్ అండ్ ఎన్విరాన్‌మెంటల్ ఇంజినీరింగ్ డిపార్ట్‌మెంట్ ప్రొఫెసర్ ఒస్మాన్ ఓజ్‌బులట్ మాట్లాడుతూ, “మెరుగైన పనితీరును ప్రదర్శించే మరియు మరింత పర్యావరణ అనుకూలమైన ముద్రించదగిన కాంక్రీటును రూపొందించడం మా లక్ష్యం. “3D ప్రింటెడ్ నిర్మాణానికి అవసరమైన బలం మరియు సౌలభ్యాన్ని కొనసాగిస్తూనే, LC2 సిమెంట్‌కు గ్రాఫేన్‌ను జోడించడం వలన కార్బన్ ఉద్గారాలను తగ్గించడానికి ఒక ప్రత్యేక అవకాశాన్ని అందిస్తుంది.”

ఈ మెటీరియల్ యొక్క ఫ్లో లక్షణాలు, మెకానికల్ పనితీరు మరియు పర్యావరణ ప్రభావాలను అన్వేషించిన ఈ అధ్యయనం, వర్జీనియా విశ్వవిద్యాలయంలోని రెసిలెంట్ మరియు అడ్వాన్స్‌డ్ ఇన్‌ఫ్రాస్ట్రక్చర్ లాబొరేటరీలో డాక్టరల్ పరిశోధకులైన తుగ్బా బైటక్ మరియు UVA యొక్క తౌఫీక్ గ్దేహ్ ​​సందర్శకులచే నిర్వహించబడింది. వర్జీనియా ట్రాన్స్‌పోర్టేషన్ రీసెర్చ్ కౌన్సిల్ (VTRC), బైటాక్ మరియు Gdeh పరిశోధకులతో కలిసి పని చేయడం ద్వారా గ్రాఫేన్‌ను — అత్యుత్తమ యాంత్రిక లక్షణాలకు ప్రసిద్ధి చెందింది — LC2 సిమెంట్‌కి, 3D ప్రింటింగ్ అప్లికేషన్‌ల కోసం దాని పనితీరును గణనీయంగా మెరుగుపరుస్తుంది.

“భవిష్యత్తు నిర్మాణం కోసం ఈ రకమైన ఆవిష్కరణ చాలా అవసరం మరియు దీనిని ముందుకు నడిపించే బృందంలో భాగమైనందుకు నేను గర్వపడుతున్నాను” అని బైటాక్ అన్నారు.

పరిశోధనలో కీలకమైన అంశం లైఫ్ సైకిల్ అసెస్‌మెంట్ (LCA), జాంగ్‌ఫాన్ జియాంగ్, పోస్ట్‌డాక్టోరల్ పరిశోధకుడు, సివిల్ అండ్ ఎన్విరాన్‌మెంటల్ ఇంజినీరింగ్, వర్జీనియా విశ్వవిద్యాలయంలో పర్యావరణ ఇంజినీరింగ్ ప్రొఫెసర్ అయిన లిసా కొలోసి పీటర్సన్‌తో కలిసి నిర్వహించారు. సాంప్రదాయ ముద్రించదగిన కాంక్రీట్ మిశ్రమాలతో పోలిస్తే ఈ గ్రాఫేన్-మెరుగైన LC2 కాంక్రీటు గ్రీన్‌హౌస్ వాయు ఉద్గారాలను దాదాపు 31% తగ్గించగలదని LCA వెల్లడించింది.

“ఈ కొత్త కాంక్రీటు యొక్క పూర్తి పర్యావరణ పాదముద్రను చూడగలగడం చాలా ముఖ్యం” అని జియాంగ్ వివరించారు. “ఇది మెరుగైన మెకానికల్ పనితీరును ప్రదర్శించడమే కాకుండా తక్కువ పర్యావరణ ప్రభావాన్ని కలిగి ఉంటుంది, అధిక కార్బన్ ఉద్గారాలతో సాంప్రదాయ 3D ప్రింటింగ్ పద్ధతులతో పోలిస్తే 3D కాంక్రీట్ నిర్మాణ సాంకేతికతను మరింత స్థిరంగా చేస్తుంది.”

“విజ్ఞానశాస్త్రం మనల్ని పచ్చని నిర్మాణ పద్ధతుల వైపు నెట్టడం చాలా బహుమతిగా ఉంది” అని కొలోసి పీటర్సన్ అన్నారు.

VTRCతో భాగస్వామ్యం UVA బృందాన్ని రవాణా అవస్థాపనలో మెటీరియల్ యొక్క సంభావ్య అనువర్తనాలను అంచనా వేయడానికి అనుమతించింది, దాని వాస్తవ-ప్రపంచ సామర్థ్యాన్ని మరింత ప్రదర్శిస్తుంది. “ఈ కొత్త కాంక్రీటు యొక్క ప్రాథమిక లక్షణాలను వెలికితీసేందుకు VTRC సహకారం చాలా అవసరం” అని Ozbulut జోడించారు.

“ఆధునిక నిర్మాణం యొక్క సాంకేతిక డిమాండ్లు మరియు మరింత పర్యావరణ అనుకూల పదార్థాల తక్షణ అవసరం రెండింటినీ పరిష్కరించే ప్రాజెక్ట్‌లో భాగం కావడం చాలా ఉత్తేజకరమైనది” అని Gdeh అన్నారు.

పరిశోధనా బృందంలో ఇస్తాంబుల్ టెక్నికల్ యూనివర్శిటీ నుండి డాక్టరల్ పరిశోధకురాలు మరియు వర్జీనియా విశ్వవిద్యాలయంలో విజిటింగ్ స్కాలర్, తౌఫీక్ గ్దేహ్, జాంగ్‌ఫాన్ జియాంగ్, లిసా కోలోసి మరియు వర్జీనియా విశ్వవిద్యాలయానికి చెందిన ఒస్మాన్ ఇ. ఓజ్‌బులట్ మరియు పరిశోధనా శాస్త్రవేత్త గాబ్రియెల్ ఆర్స్ ఉన్నారు. వర్జీనియా ట్రాన్స్‌పోర్టేషన్ రీసెర్చ్ కౌన్సిల్ నుండి.

జర్నల్ ఆఫ్ బిల్డింగ్ ఇంజినీరింగ్, 2024లో ప్రచురించబడిన “సున్నపురాయి మరియు కాల్సిన్డ్ క్లేతో ప్రింటబుల్ గ్రాఫేన్-మెరుగైన సిమెంటిషియస్ కాంపోజిట్స్ యొక్క రియోలాజికల్, మెకానికల్ మరియు ఎన్విరాన్‌మెంటల్ పెర్ఫార్మెన్స్” శీర్షికతో ఈ కథనం ఉంది.

ఈ పరిశోధనకు యూనివర్శిటీ ఆఫ్ వర్జీనియా యొక్క 3 కావలీర్స్ ప్రోగ్రామ్ మరియు ది సైంటిఫిక్ అండ్ టెక్నలాజికల్ రీసెర్చ్ కౌన్సిల్ ఆఫ్ టర్కీ (TUBITAK) నిధులు సమకూర్చాయి.