加州大學(xué)洛杉磯分校獲150萬(wàn)美元贈款開(kāi)發(fā)環(huán)保3D打印混凝土

來(lái)自加利福尼亞大學(xué)洛杉磯分校（UCLA）的工程師獲得了美國國家科學(xué)基金會(huì )（NSF）提供的150萬(wàn)美元贈款，用于開(kāi)發(fā)環(huán)保型3D可印刷混凝土。作為世界上最受歡迎的建筑材料，開(kāi)發(fā)一種更具可持續性的混凝土替代品，并應用于采用新技術(shù)驅動(dòng)的方法，可以大大減少其碳排放。

“這項撥款使我們能夠利用人工智能和機器學(xué)習的最新發(fā)展來(lái)設計更具可持續性的產(chǎn)品。”加州大學(xué)洛杉磯分校Samueli工程學(xué)院計算材料科學(xué)家兼土木與環(huán)境工程助理教授Mathieu Bauchy評論道。“我們的目標是建設一個(gè)保守的，以實(shí)踐為基礎的工業(yè) 進(jìn)化到21世紀的知識和數據密集型產(chǎn)業(yè)。”


 3D打印混凝土的原型樣品。立方體的體積約為1平方英寸
   3D打印混凝土的原型樣品。立方體的體積約為1平方英寸。圖片：加州大學(xué)洛杉磯分校



具體的解決方案

根據該補助金的主要研究員Bauchy教授的說(shuō)法，目前制造水泥的過(guò)程約占全球人為碳排放量的8％。作為NSF改革和設計我們的未來(lái)計劃的設計材料的一部分，該贈款將使得能夠開(kāi)發(fā)一種替代方法，將這種污染減少約60％。加州大學(xué)洛杉磯分校的團隊將首先了解和控制水泥漿的流動(dòng)方式，以及如何使其適合3D打印。然后將探索最大化摻入水泥中的二氧化碳量的過(guò)程。在第三步也是最后一步，機器學(xué)習將用于尋找具有高承載能力的輕質(zhì)3D打印結構。

其他改善混凝土碳足跡的努力包括美國陸軍工程兵團（USACE）的一個(gè)項目。這種獲得專(zhuān)利的混凝土成分有助于限制由于材料在機械中堵塞而導致的混凝土浪費。賓夕法尼亞州立大學(xué)（PSU）最近還獲得75,000美元用于開(kāi)發(fā)其3D打印混凝土系統。憑借他們在美國宇航局3D打印火星棲息地挑戰賽中的經(jīng)驗，PSU團隊還在設計高性能，可持續的混凝土，使用新的水泥基混合物與六軸機器人增材制造機器配合使用。