Tухли от кирпич за нисковъглеродно строителство

Изследователят Тавс Йоргенсен е създал метод за екструдиране на кирпич във формата на тухли, за да направи този нисковъглероден биоматериал по-достъпен.

Процесът, използван за създаване на тухли, които могат да се подреждат в преплетени модели, включва прокарване на различни образци от кирпич – строителен материал, направен от пръст и слама – през 3D отпечатани форми, известни като матрици.

Той е разработен като част от изследователски проект в Центъра за изследване на печата към Университета на Западна Англия, където Йоргенсен е доцент.

Кирпичът е естествен и древен строителен материал, който се произвежда чрез комбиниране на почва, вода и влакнести материали като слама. Макар че първоначално Йоргенсен изследва други материали на основата на глина за различни приложения, той е привлечен от строителството с кирпич поради важността и необходимостта от устойчиви строителни техники.

„Особено много искахме да работим с кирпич, тъй като познанията за пресоването на този материал са много ограничени, а освен това ни накара да допринесем с научни изследвания за разработването на устойчиви и нисковъглеродни строителни подходи, които са толкова необходими“, казва Йоргенсен.

„Влакната свързват композита от кирпич, така че не е необходимо изпичане. Избягването на изпичането превръща тухлите от кирпич в строителен материал с изключително ниски въглеродни емисии. Тухлите от кирпич също могат лесно да бъдат върнати в суровото състояние на компонентите – основно само пръст и влакна за композиране – така че може да се постигне пълен кръговрат на материала без никакви отпадъци.

Процесът на екструдиране е един от най-ефективните промишлени методи за производство на тухли и други архитектурни строителни компоненти, така че производството на тухли от кирпич по този начин представлява значителна полза по отношение на скоростта и ниската цена“, обяснява той.

Направени са многобройни смеси от кирпич, за да се провери какво работи най-добре за процеса на екструдиране, и Йоргенсен е разработил както леки, така и тежки версии на тухлите.

Леките тухли от кирпич са направени от две части течна глина и три части конопена стърготина – дървесната сърцевина на конопеното растение. В същото време по-тежките тухли се правят от една част пясък към една част глина, която след това се добавя към смес от ечемична слама и вода.

„Има много други варианти с различни влакна, глина и пълнители, които могат да бъдат изследвани“, обяснява Йоргенсен. „Основното предизвикателство при използването на процеса на екструдиране е, че композитите от кирпич или пръст трябва да имат достатъчна пластичност, за да могат да се формират по този начин.“

Формите на матрицата са с взаимосвързващи се профили, които са проектирани така, че да отхвърлят необходимостта от строителен разтвор. Процесът на екструдиране дава възможност и за по-сложни геометрични форми, включително тухли с въздушни кухини.

„Искахме да проучим някои нови дизайнерски концепции с матриците за тухли, по-специално начини за създаване на взаимосвързани тухли, за да се избегне необходимостта от строителство с хоросан, което обикновено е слабото място на конструкциите от глинени тухли“, казва Йоргенсен.

„Подходът на използване на 3D-принтирани матрици за екструдиране позволи бързо и евтино проучване на идеи.“

Йоргенсен се надява, че изследването, подкрепено от Съвета за научни изследвания в областта на изкуствата и хуманитарните науки и финансирано от Research England Expanding Excellence in England, може да помогне за насърчаване на промишленото внедряване на строителни техники, базирани на пръст, като начин за намаляване на въздействието на строителството върху околната среда.

„Строителният сектор все още е изключително неустойчив по отношение на въглеродния отпечатък, използването на токсични материали и кръговия характер на компонентите“, казва той. „Строителството с необработена пръст има едно от най-ниските въздействия върху околната среда от всички строителни подходи и би било очевиден начин за справяне с изключително сериозните екологични предизвикателства, които са ни поставени.“

Снимки: Dezeen