混凝土是重要的建築材料,沙子又是混凝土必不可少的原料。然而,過度采砂會造成對環境的破壞。新加坡南洋理工大學研究團隊成功研制用玻璃代替沙子制成的3D打印混凝土長凳,爲建築業的可持續發展增添一個選項。
這項研究的第一作者、新加坡南洋理工大學新加坡3D打印研究中心研究員陳元亨指出,目前建築業使用的主要爲河沙。它形成較慢,卻因爲需求強勁而消耗過快,過度采砂也造成水質汙染、河岸沖蝕等環境損害。全球沙子短缺已成爲本世紀可持續發展的重大挑戰。
玻璃可100%回收,但本地玻璃垃圾的回收率偏低。根據新加坡國家環境局數據,去年的7萬4000噸玻璃垃圾中,僅13%被回收。
新加坡南洋理工大學機械與宇航工程學院陳明任教授指出,新加坡本地更常見的是將玻璃垃圾升級再造(upcycle)成藝術品。沒有再循環的玻璃垃圾會焚燒後倒進垃圾埋置場,但玻璃碎片無法生物降解。
新加坡南洋理工大學研究團隊首次證實,玻璃確實能代替沙子,由3D打印制成的混凝土凳子不僅結構紮實,也達到了商用標准。
陳明任說,研究展示了一個“循環經濟”的概念,玻璃70%的成分是二氧化硅(silicon dioxide),團隊研究證明玻璃裏的二氧化硅可再循環且在建築材料中重複使用。
他感歎,相較于已自動化並普及的農業、制造業,建築業創新比較緩慢,如今仍高度依賴人力,傷亡事故時有發生,猶如“困在石器時代”。用3D打印混凝土省時省力,但設備也需巨額投資,各有利弊。
爲達到2030年新加坡綠色發展藍圖所定下的目標,新加坡建設局去年將綠色建築標志計劃修訂爲BCA綠色建築標志2021。其中,減少建築物的隱含碳排放量,即制造建築材料時以及建築過程中所消耗的碳或能量,是考核範圍之一。
研究團隊將與新加坡本地新創公司蘇打檸檬(Soda Lemon)合作,推廣這種3D打印的新型混凝土。該公司聯合創辦人趙世豪分析,由于公衆越來越了解采砂的環境及社會成本、征收碳稅、高質量建築用砂越來越少等因素,建築用砂的價格未來預計會上漲,因此尋找新方法來建造房屋至關重要。
他說,公司將與新加坡南洋理工大學團隊在公共及私人領域的項目上合作,結合雙方在3D打印和玻璃處理等方面的技術,向社會推廣3D打印混凝土技術。
“通過與南大合作,我們希望通過可持續的建築方式,促進亞細安的可持續發展。”