Materialforscher stellen aus Sägemehl biologisch abbaubaren Betonguss her

Ein Forschungsteam der University of Michigan hat eine biologisch abbaubare Schalung aus Sägemehl hergestellt, um den Holzabfall beim Betonieren zu reduzieren.

Das holzbasierte Material ist ein Ergebnis des BioMatters-Projekts des Digital Architecture Research and Technologies (DART) Lab am Taubman College of Architecture and Urban Planning.

Unter der Leitung von DART-Direktorin Mania Aghaei Meibodi sowie den Forschern Muhammad Dayyem Khan, Tharanesh Varadharajan und Zachary Keller wollte das Team ein Material zur Wiederverwendung von industriellem Sägemehl entwickeln, um den Abfall zu verringern, der durch Schalungen im Betonbau entsteht.

Das Team mischte Sägemehl mit Biopolymeren und Zusatzstoffen, um sein Material herzustellen, das in verschiedene Formen geformt oder 3D-gedruckt werden kann. Um seine Leistungsfähigkeit unter Beweis zu stellen, nutzte das Team das Material zur Herstellung einer Betonschalung.

Das Team druckte eine 1,8 Meter hohe Struktursäule in 3D und goss in deren Mitte schrittweise Beton ein. Nachdem der Beton getrocknet war, wurde die Sägemehlschalung abgezogen, um die Säule freizulegen.

Anschließend wurde das Sägemehlmaterial aufgehoben und durch Zugabe von Wasser recycelt, um die für den 3D-Druck erforderliche Viskosität wiederherzustellen. Mit diesem Verfahren konnte das Team dasselbe Material über 25 Mal erfolgreich wiederverwenden, um zusätzliche Säulen zu erstellen.

Nach Angaben des Teams werden weltweit jedes Jahr 15 Milliarden Bäume gefällt, was dazu führt, dass drei Millionen Pfund Sägemehl auf Mülldeponien in den Vereinigten Staaten landen.

Alternativ wird das Sägemehl häufig verbrannt, was zu Umweltverschmutzung führen kann.

„Für mich ist es wie ein kostbares Material, weil man einen Baum fällt“, sagte der Forscher Muhammad Dayyem Khan. „Ich denke, jedes Teilchen dieses Baumes sollte wiederverwendet werden, wenn man ihn fällt.“

Laut DART Lab macht die Schalung bis zu 40 Prozent der Betonbaukosten aus und besteht in der Regel aus Holz. Nach dem Einsatz auf der Baustelle wird die Schalung häufig entsorgt.

Das Team plant auch, mit dem Material zu experimentieren, um größere Strukturen herzustellen.

„Einige Strukturen können zum Beispiel in einem großen Lagerhaus gedruckt werden und dann einfach wieder hergestellt werden“, sagte Khan. „Drehen Sie sie einfach um 90 Grad und Sie haben eine größere Struktur.“

Während das BioMatters-Team zunächst mit dem Material für die Schalung experimentierte, deutete es darauf hin, dass das Potenzial über den reinen Betonbau hinausgeht.

„Es kann alles sein“, sagte Khan. „Es können kleine, dekorative Gegenstände sein. Es können Möbel sein. Es können Ihre Wände, Türen, Fenster sein.“

Das Material kann ähnlich wie Holz auch geschliffen und gebeizt werden, um eine glattere Oberfläche zu erzielen. Das Team muss noch herausfinden, welche Hölzer für das Material am besten geeignet sind.

Für weitere Projekte, bei denen Sägemehl verwendet wurde, verwendete Designer Oh Geon es auch, um einen blockigen Hocker zu entwerfen, während Mater Design das Material für eine Neuauflage des Conscious Chair nutzte.

Fotografie mit freundlicher Genehmigung von DART Lab.

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