3D baskı beton ile binalar karbon emmeye başlıyor

Metin Akpınar

Teknoloji Editörü

3D baskı beton ile binalar karbon emmeye başlıyor — Penn Üniversitesi’nden mühendisler ve mimarlar dünyanın en fazla karbon salımı yapan yapı malzemelerinden biri olan betonu iklim çözümünün bir parçası haline getirmek için çalışmalar yürütüyor. **Beton**, küresel **karbon emisyonlarının** yaklaşık **yüzde 8’inden** sorumlu ve şehirleşmenin hızla artmasıyla talebi her geçen yıl yükseliyor. Eğer bu malzemenin sadece bir kısmı karbon depolayacak şekilde yeniden tasarlanabilirse, çevresel etkisi büyük ölçüde azalabilir.

Profesör Masoud Akbarzadeh liderliğindeki ekip, Diamanti adını verdikleri 3D baskı yapısal sistemi geliştirdi. Sistem, hem geometri hem de malzeme bilimi kullanarak betonu potansiyel bir karbon yutağına dönüştürüyor.

Hem mukavemetli hem de çevreci

Diamanti, beton üretiminden kaynaklanan karbon salımını azaltmayı hedefliyor. Standart kalıplara dökülen beton yerine, Penn ekibi robotik 3D baskı ile dijital algoritmalarla optimize edilmiş modüler bileşenler üretiyor. Her parça, hem basınca hem de çekmeye dayanacak şekilde tasarlanırken minimum malzeme kullanıyor. Kavisli ve boşluklu yapılar, yapının dayanıklılığını artırıyor ve yüzey alanını genişleterek karbon dioksitin betonla etkileşimini artırıyor, böylece her modül küçük bir karbon yutağı haline geliyor.

Beton üretiminde kullanılan çimentonun ana maddesi çimento, yaklaşık 2.000°C sıcaklığa kadar ısıtılarak üretildiğinde yüksek miktarda CO₂ salımı gerçekleşiyor. Diamanti projesi, çimentonun bir kısmını fosilleşmiş alglerden oluşan silika bakımından zengin diyatom toprağı ile değiştirerek bu salımı azaltıyor. Bu katkının betonun gözenekliliğini artırdığı ve karbon dioksitin daha derinlere yayılmasını ve kalsiyum bazlı bileşiklerle kimyasal olarak reaksiyona girmesini sağladığı keşfedildi. Testler, bu modifiye beton karışımının geleneksel betona göre aynı koşullarda yüzde 140’tan fazla CO₂ absorbe edebildiğini gösteriyor.

Başarılı gösterimler yapıldı, sıra tam ölçekte

Başarılı ilk testlerin ardından, Fransa’daki CERIB araştırma enstitüsünde beş ve on metre boyutunda daha büyük prototipler denenmiş. On metre uzunluğundaki model, Sika’nın beton karışımıyla ve Fransız robotik firması Carsey3D tarafından basılmış durumda. Başarılı gösterimlerin ardından araştırmacılar Fransa’da ilk tam ölçekli köprüyü planlamaya başladı ve Paris’te birden fazla potansiyel alan değerlendiriliyor.