ABD'deki Oregon Eyalet Üniversitesi'nden araştırmacılar, kil, biyokömür ve akrilamid bazlı bağlayıcı içeren yeni bir yapı malzemesi geliştirdi. Bu malzeme, portland çimentosu kullanılmadan üç günde 17 megapaskal (MPa) ve on günde 40 MPa'nın üzerinde basınç dayanımına ulaşarak 3D baskı süreçlerini önemli ölçüde hızlandırdığı kaydedildi. Geliştirilen bu yenilikçi malzeme, standart betonun 28 gün süren tam sertleşme süresine kıyasla, yapıların çok daha kısa sürede kullanıma hazır olmasını sağlıyor. 3D baskı beton evlerin inşaat sürecini hızlandırdığı sıkça belirtilse de, betonun tam basınç dayanımına ulaşması genellikle 28 gün sürüyor. Ancak Oregon Eyalet Üniversitesi'nden Doçent Devin Rouč, doktora öğrencisi Nicholas Gonsalves ve çalışma arkadaşları tarafından geliştirilen bu yeni baskı malzemesi, yalnızca üç günde kullanıma hazır hale geldiği bildirildi. Bilindiği gibi beton, su, kum veya çakıl gibi agregalar ve hepsini bir arada tutan çimentodan oluşur. Çimentonun hidratasyonu ve betonun dayanımının gelişmesi haftalar sürerken, standart basınç dayanımı 28 gün sonra ölçülüyor. Geleneksel portland çimentosu, kireçtaşı ve diğer hammaddelerin öğütülmesi ve ardından 1.450 °C'ye varan sıcaklıklarda ısıtılmasıyla üretiliyor. Bu yüksek ısıyı üreten süreçlerin büyük miktarda karbon dioksit (CO₂) saldığı aktarıldı. Ayrıca, ısıtılmış kireçtaşı kalsinasyon adı verilen bir süreçle çimentoya dönüştüğünde, hapsolmuş CO₂'yi bir yan ürün olarak serbest bırakıyor. Bu CO₂ salımlarının ve ısıtma kaynaklı CO₂'nin, insan kaynaklı tüm sera gazlarının yüzde 5 ila 8'inden sorumlu olduğu tahmin ediliyor. Çimentonun çoklu olumsuz etkilerini ortadan kaldırmak amacıyla Oregon'daki bilim insanları, yeni bir 3D baskı malzemesi tasarladı. Bu malzeme esas olarak kenevir lifleri, kum ve biyokömürle zenginleştirilmiş killi topraktan oluştuğu belirtildi. Biyokömür, piroliz (odun ve diğer organik maddelerin oksijensiz ortamda ısıtılması) süreciyle elde edilen, kömüre benzer bir malzeme olarak tanımlanıyor. En önemlisi, yeni malzemenin portland çimentosu yerine ısı ile aktifleşen akrilamid bazlı bir bağlayıcı kullandığı kaydedildi. Frontal polimerizasyon olarak bilinen kimyasal reaksiyonda, bu bağlayıcı karışım baskı nozülünden çıktığı anda sertleşme sürecini başlatıyor. Rouč, "Malzeme baskıdan hemen sonra 3 MPa dayanımına sahip oluyor, bu da pencere açıklıklarının üst kısımları gibi desteksiz boşluklar üzerine köprülenmiş elemanların geçici destek olmadan inşa edilmesini mümkün kılıyor. Geleneksel betonun 28 gün kadar sürmesine karşın, bu malzeme sadece üç günde 17 megapaskalın üzerine ulaşıyor" sözlerini aktardı. Malzemenin döküldükten üç gün sonra üzerine ek inşaat yapılabileceği ancak sekiz ila on gün içinde tamamen sertleşerek 40 megapaskaldan fazla dayanım kazandığı vurgulandı. Bilim insanları, şu anda standart beton karışımlarından daha pahalı olan bu malzemenin maliyetini düşürmek için çalıştıklarını açıkladı. Bu araştırmaya dair çalışma yakın zamanda Advanced Composites and Hybrid Materials dergisinde yayımlandı.