Die University of Michigan entwickelt sich fast

Das BioMatters-Team an der University of Michigan in Ann Arbor hat ein vollständig biologisch abbaubares, wiederverwendbares und recycelbares Material entwickelt, um Betonschalungen zu ersetzen, die traditionell in der Bauindustrie verwendet werden.

Die Basis dieses Materials ist recyceltes Sägemehl – ​​jedes Jahr fallen Millionen Tonnen Sägemehlabfall an.

Das BioMatters-Team am Taubman College of Architecture and Urban Planning und am Digital Architecture Research & Technology (DART) Laboratory nutzt diese leicht verfügbare Ressource produktiv. Derzeit verwenden sie Sägemehl, das im Fabrikationslabor von Taubman hergestellt wird.

„Wir haben ein recycelbares, völlig natürliches Biomaterial hergestellt, das aus Sägemehl hergestellt wird“, sagt Muhammad Dayyem Khan, Forscher im DART-Labor. „Andere Lösungen auf Sägemehlbasis verwenden andere Polymere auf Erdölbasis – wir verwenden Biopolymere, die vollständig abbaubar sind und das Wichtigste ist, dass sie sehr einfach zu recyceln und wiederzuverwenden sind.“

Unter der Leitung von DART-Direktorin Mania Aghaei Meibodi schlägt das Team zusammen mit den Forschern Tharanesh Varadharajan, Zachary Keller und Khan eine neuartige Methode vor, die den robotergestützten 3D-Druck des holzbasierten Materials mit dem inkrementellen Betonguss nach Bedarf kombiniert, um etwas zu schaffen Freiformbetonkonstruktionen ohne Abfall. Die 3D-gedruckte Holzschalung formt den Beton beim Gießen und der Beton stabilisiert das Holz, um Verformungen vorzubeugen.

Sobald der Beton ausgehärtet ist, wird die Schalung entfernt und durch Mahlen und Rehydratisieren des Materials mit Wasser vollständig recycelt, was zu einer nahezu abfallfreien Schalungslösung führt.

„Wenn sich das Sägemehl zersetzt, entstehen Fettsäuren (Lignin), die im Wasser giftig sind. Und sobald es anfängt, Wasser zu verunreinigen, hat es Auswirkungen auf kleinere Wildtiere, Mikroben und ein breites Spektrum von Organismen. Und da Sägemehl extrem entflammbar ist, ist sein potenzieller Beitrag zu Waldbränden sehr hoch“, sagt Khan.

Die Lösung befasst sich direkt mit den erheblichen Abfall- und Umweltverschmutzungsbeiträgen der Betonindustrie, wo die Schalung 40 Prozent der Betonbaukosten ausmacht. Traditionell aus Holz hergestellt und nach der Verformung entsorgt, trägt die Schalung zu den negativen Umweltauswirkungen des Betonbaus bei.

„Die Menge an Sägemehl, die da draußen produziert wird – es ist ein riesiger Brocken Material, der einfach abgeladen oder verbrannt wird“, sagt Khan. „Anstatt es zu verbrennen und mehr CO2-Emissionen zu erzeugen, ist es also viel besser, wenn wir es zu einem Material machen, das tatsächlich immer wieder verwendet werden kann.“

Die Forschung trägt dazu bei, nachhaltige Baupraktiken zu entwickeln, die Abfall, Umweltverschmutzung und Ressourcenverbrauch in der Betonindustrie reduzieren. Durch das Upcycling des ungenutzten Nebenprodukts der Holzindustrie stellt das Projekt einen bedeutenden Schritt hin zu umweltfreundlichen und effizienten Betonbaumethoden dar.