3D-tulostettavan geopolymeerin reseptin kehitys
Jaakkola, Kalle (2023)
Jaakkola, Kalle
2023
All rights reserved. This publication is copyrighted. You may download, display and print it for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-2023112832358
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-2023112832358
Tiivistelmä
Tavoitteena oli löytää sementille korvaava vaihtoehto sideaineeksi 3D-tulostettavaan betoninkaltaiseen geopolymeriin ja hyödyntää tässä muun muassa soodasakkaa. Sementti aiheuttaa merkittävän määrän maailman hiilidioksidipäästöistä, noin 8 %. Soodasakka on hankalasti kierrätettävä materiaali, jota päätyy kaatopaikalle merkittäviä määriä. Tämän hyödyntäminen 3D-tulostettavassa materiaalissa vähentäisi kaatopaikalle päätyvän jätteen määrää ja lisäisi kiertotaloutta. Soodasakan hyödyntäminen esimerkiksi hienoaineksen korvikkeena säästäisi myös neitseellisiä raaka-aineita. 3D-tulostaminen etuihin kuuluu erilaisten muotojen toteuttaminen helpommin kuin tavanomaisin muotein.
Työ toteutettiin prosessiorientoituneena tutkimuksellisena kehittämistoimintana, jossa erilaisia ainesosia yhdisteltiin eri suhteilla resepteissä ja näiden vaikutusta tutkittiin. Erilaisten reseptien tulostettavuutta ja puristuslujuutta testattiin ja reseptiä muutettiin tarvittaessa näiden tulosten perusteella.
Työssä syntyi erilaisia tuloksia, täysin epäonnistuneita, erittäin korkean puristuslujuuden omaavia ja tulostusominaisuuksiltaan hyviä. Lopputuloksena syntyi 3D-tulostettava sementitön geopolymeeri, jossa on käytetty soodasakkaa.
Lopputuloksesta on pääteltävissä, että sementti on mahdollista korvata muilla aineilla 3D-tulostettavassa betonissa. Tämä on kuitenkin haasteellista ja lisäkokeita vaaditaan, jotta saadaan varmasti määräykset ja vaatimukset täyttävä tuote, jota voidaan hyödyntää käytännön kohteissa.
Työ toteutettiin prosessiorientoituneena tutkimuksellisena kehittämistoimintana, jossa erilaisia ainesosia yhdisteltiin eri suhteilla resepteissä ja näiden vaikutusta tutkittiin. Erilaisten reseptien tulostettavuutta ja puristuslujuutta testattiin ja reseptiä muutettiin tarvittaessa näiden tulosten perusteella.
Työssä syntyi erilaisia tuloksia, täysin epäonnistuneita, erittäin korkean puristuslujuuden omaavia ja tulostusominaisuuksiltaan hyviä. Lopputuloksena syntyi 3D-tulostettava sementitön geopolymeeri, jossa on käytetty soodasakkaa.
Lopputuloksesta on pääteltävissä, että sementti on mahdollista korvata muilla aineilla 3D-tulostettavassa betonissa. Tämä on kuitenkin haasteellista ja lisäkokeita vaaditaan, jotta saadaan varmasti määräykset ja vaatimukset täyttävä tuote, jota voidaan hyödyntää käytännön kohteissa.