2025年12月1日，俄勒岡州立大學（OSU）的研究團隊宣布成功研發(fā)出一種環(huán)保且快速固化的混凝土替代材料。這種新材料由俄勒岡州立大學的Devin Roach、Nicolas Gonsalves教授及其團隊共同開發(fā)，具有優(yōu)異的固化特性，能夠在打印過程中實現(xiàn)即時固化。相關(guān)研究已發(fā)表在《Advanced Composites and Hybrid Materials》期刊上，題目為“利用添加生物基添加劑的速凝粘土混凝土進行可持續(xù)基礎(chǔ)設(shè)施的3D打印”（傳送門）

環(huán)保與快速固化特性

這款新型粘土基材料采用丙烯酰胺基粘合劑，通過一種名為正面聚合的化學反應(yīng)，能夠在從打印機擠出的瞬間進行固化。該材料不僅可以在無支撐的空隙中打印，如門窗開口的頂部邊緣，而且打印后的強度可迅速達到3兆帕，能夠支持多層墻體和懸挑結(jié)構(gòu)（如屋頂）的建設(shè)。更重要的是，這種材料在3天內(nèi)即可實現(xiàn)超過17兆帕的強度，這一性能可媲美傳統(tǒng)混凝土的標準強度，而傳統(tǒng)水泥混凝土則通常需要28天才能達到相同的強度。

△利用添加生物基添加劑的速凝粘土混凝土進行3D打印示意圖

與傳統(tǒng)水泥基混凝土相比，這種新型材料的環(huán)境足跡顯著降低。水泥的生產(chǎn)過程中會釋放大量的二氧化碳，通常需要高溫工業(yè)窯爐加熱至1400°C以上，而這一過程依賴于化石燃料。而這種新材料則主要由土壤、麻纖維、沙子和生物炭（通過低氧條件下加熱木屑等有機物質(zhì)制成）組成，從原材料到生產(chǎn)過程都大大降低了碳排放。環(huán)保性能使得這種材料成為應(yīng)對自然災(zāi)害后的緊急救援與恢復(fù)重建工作，提供了一種新的解決方案。

Roach表示：“我為我們這支跨學科創(chuàng)新團隊感到無比自豪。他們成功研發(fā)出一種能從多方面改善人們生活的材料。尤其是在破壞性自然災(zāi)害頻發(fā)的今天，我們需要能夠快速搭建住所和其它建筑物。這種材料不僅易于獲取，而且排放量相對較低——正因如此，我們才能實現(xiàn)這個目標?！?/span>

△3D打印聚合物基混凝土結(jié)構(gòu)

然而，Roach指出，盡管該材料具有顯著的優(yōu)勢，但目前這種新材料成本仍高于傳統(tǒng)水泥混凝土。未來，團隊計劃進一步降低成本，并通過美國材料與試驗協(xié)會（ASTM）標準測試，以確保它符合工程建設(shè)標準，推動這項即時在實際建設(shè)項目中的應(yīng)用。

編譯整理：南極熊