Sürdürülebilir Mimaride 3D Baskılı Köpük Beton Atıklarını Azaltır Mı?
Nüshet Çamuşoğlu / nushet@ekoyapidergisi.org
İnşaat sektörü son derece sürdürülemez. Aslında küresel karbon emisyonlarının %7'si yalnızca çimento üretiminden kaynaklanıyor. ETH Zürih'in Digital Building Technologies (DBT) bölümündeki araştırmacılar, inşaatla ilgili karbon emisyonlarını azaltmak için FoamWork'ü geliştirdi. Bu proje, Form 3D Printing'in (F3DP) beton dökümüyle birlikte nasıl kullanılabileceğini araştırıyor. Sonuç malzeme verimliliğini artıran ve karbon emisyonlarını azaltan daha az emek isteyen bir sistemdir.
Şu anda dökme beton yapı unsurları aşırı malzeme kullanıyor. Bazen mühendisler standart tabakada betonu azaltmak için içi boş plastik formlar kullanır. Daha karmaşık sistemler için döküm kalıpları ahşaptan veya CNC oyulmuş yoğun plastik köpükten yapılır. Bu yoğun sistemler çok fazla beton kullanır ve kesintilerden aşırı atık üretir. Bunun aksine dökme beton kalıpta F3DP kalıbı kullanmak %70'e kadar beton tasarrufu sağlayabilir, önemli ölçüde daha hafiftir ve iyi yalıtılmış.
DBT ekibi tarafından hazırlanan bir döşeme prototipi, beton yapıları ve 3D baskılı köpüğü birleştirmenin ne kadar çok yönlü olduğunu gösteriyor. Döşeme sıkıştırma ve gerilme yönlerini belirtmek için izostatik çizgilerden türetilen nervürleri kullanır. Temel gerilim modeline dayalı olarak bu plaka geometrisi, 12 farklı şekilli köpük dolgu için 24 boşluğa sahiptir.
ETH Zürih, köpük üretiminde FenX AG ile işbirliği yaptı. FenX AG, yüksek performanslı bina yalıtımı üretmek için mineral atıkları kullanan bir şirkettir. Robotik bir kol köpük bileşenleri oluşturmak için kömürle çalışan ve enerji santrallerinden çıkan bir atık ürün olan uçucu külü geri dönüştürüyor.
Köpük bileşenleri yapısal tabakaya dökmek için ultra yüksek performanslı fiber takviyeli betona (UHPFRC) dökülmeden önce ahşap kalıplara yerleştirilir. Beton sertleştikten sonra köpük parçaları yalıtkan özellikleri için bırakılabilir. Ham madde geri dönüştürülebilir ve diğer FormWork projeleri için yeniden basılabilir.
Bu süreç diğer standartlaştırılmış veya daha karmaşık beton yapı elemanları için kullanılabilir. Temel gerilim modellerinin hesaplanması çeşitli malzeme açısından verimli yapısal elemanları tasarlamak ve imal etmek için kullanılabilir. Bunlar standartlaştırılmış yapılardan özel döşeme ve duvarlara kadar değişebilir.
FoamWork kullanımında herhangi bir kesinti olmadığından tüm fabrikasyon sistemi sıfır atık olma potansiyeline sahiptir. Malzeme israfını en aza indirmenin yanı sıra yapısal elemanların hafif kütlesi şantiyede taşımayı ve montajı kolaylaştırır.