3D打印混凝土可能会导致建筑和施工的转变。因为它可以用来生产当前技术难以应对的新形状和形式，它可能会改变仍然用于建造建筑物的数百年历史的流程和程序，从而降低成本并节省时间。

然而，混凝土具有显着的环境影响。目前使用大量天然沙子来满足世界对混凝土永不满足的需求，这对环境造成了巨大损失。总的来说，建筑业在可持续性方面存在困难。它产生了全球约35%的垃圾填埋场垃圾。

我们的新研究提出了一种遏制这种影响的方法。我们已经尝试使用回收玻璃作为3D打印混凝土的组成部分。

混凝土由水泥、水和沙子等骨料混合而成。我们尝试将混合物中高达100%的骨料替换为玻璃。简单地说，玻璃是由沙子制成的，易于回收利用，无需任何复杂加工即可用于制造混凝土。

建筑业的需求也有助于确保玻璃得到回收。2018年，美国只有四分之一的玻璃被回收，超过一半被填埋。

建设更好

我们使用了从当地一家回收公司获得的棕色钠钙饮料玻璃。首先使用破碎机将玻璃瓶破碎，然后将破碎的碎片洗涤、干燥、研磨和筛分。所得颗粒小于一平方毫米。

使用3D打印工艺预制的建筑围护结构。学分：MehdiChougan，作者提供

然后用碎玻璃像沙子一样制造混凝土。我们将这种混凝土用于3D打印墙体元素和预制积木，这些积木可以组装在一起构成一整座建筑。

如果以这种方式使用，废玻璃可以作为建筑材料的一部分找到新的生命。

玻璃的存在不仅解决了废物问题，而且有助于开发比含有天然沙子的混凝土性能更优越的混凝土。

钠钙玻璃是窗户和瓶子中最常见的玻璃类型，其导热系数比广泛用于混凝土的石英骨料低三倍以上。这意味着含有再生玻璃的混凝土具有更好的绝缘性能。它们可以大大降低夏季或冬季制冷或供暖所需的成本。

提高可持续性

我们还对混凝土混合物进行了其他更改，以使其作为一种建筑材料更具可持续性，包括用石灰石粉代替一些波特兰水泥。

墙壁元素的3D打印层。学分：MehdiChougan，作者提供

波特兰水泥是混凝土的关键成分，用于将其他成分结合在一起，形成一种会硬化的混合物。然而，普通波特兰水泥的生产会导致大量二氧化碳和其他温室气体的释放。水泥生产行业约占环境中所有二氧化碳排放量的8%。

与波特兰水泥相比，石灰石在其生产过程中危害较小，对环境的影响也较小。它可以代替混凝土中的普通波特兰水泥用于3D打印，而不会降低打印混合物的质量。

我们还添加了由微小的中空热塑性球体制成的轻质填料，以降低混凝土的密度。这改变了混凝土的导热性，与其他用于3D打印的混凝土相比，其导热性降低了40%。这进一步提高了混凝土的绝缘性能，并减少了所需的原材料量。

使用3D打印技术，我们可以在电脑上简单地开发出墙体结构，将其转换为简单的代码，然后发送到3D打印机进行构建。3D打印机可以每天24小时运行，减少产生的废物量，并提高建筑工人的安全性。

我们的研究表明，超轻、绝缘良好的3D建筑是可能的——这可能是我们实现净零目标的重要一步。