ייצור תוספות
פולימר חרס-קנבוס מודפס בתלת-ממד מתייבש במהירות ויחליף בטון
Securities.io מקפיד על סטנדרטים מחמירים של עריכה ועשוי לקבל פיצוי מקישורים שנבדקו. איננו יועצי השקעות רשומים וזה אינו ייעוץ השקעות. אנא עיינו באתר שלנו גילוי נאות.
מגבלות סביבתיות של בטון: שימוש בחול ופליטות CO₂
בטון הפך לחומר המרכזי בבנייה בעשורים האחרונים, במיוחד בסביבות עירוניות צפופות. הוא החליף בהדרגה לבנים, אבן ועץ, הודות לעלותו הנמוכה, קלות השימוש וגמישותו.
אבל זה לא חף מבעיות.
ראשית, הוא רחוק מלהיות מוצר בר-קיימא בכל הנוגע לצריכת משאבים. הוא משתמש בכמויות אדירות של חול, עד כדי כך שדיווחים מצביעים על כך העולם "אוזל החול".
מקור: חזותית חזותית
ייצור מלט הוא גם פעילות עתירת אנרגיה רבה. הוא מופעל כמעט אך ורק על ידי דלקים מאובנים, וכתוצאה מכך בייצור מלט, האחראים ל-8% מפליטות ה-CO₂ בעולם.
זה דומה לפליטות של מכוניות וטנדרים, אשר אחראים ל-10% מהפליטות העולמיותכתוצאה מכך, הפיכת בטון לבר-קיימא יותר תהיה בעלת השפעה כמו מעבר כל מכוניות העולם לרכבים חשמליים והנעתן באנרגיה ירוקה בלבד.
כיצד הדפסה תלת-ממדית של חרסית-קנבוס יוצרת אלטרנטיבה דלת פחמן לבטון
במקביל לחיפוש אחר חלופות ירוקות יותר לבטון המסורתי, עלה הרעיון של שימוש בעקרונות הדפסה תלת-ממדית לבניית בתים.
במקום שיטות עתירות עבודה כמו הנחת לבנים, מכונת הדפסה תלת-ממדית אוטומטית יכולה להרכיב קירות במהירות.
עם זאת, הדפסת הקירות אינה מבטלת את זמן ההתקשות הארוך הנדרש לבטון; עדיין ישנה תקופת המתנה של 28 יום לפני שהמבנה מגיע לחוזק מלא.
חוקרים מאוניברסיטת אורגון סטייט פיתחו כעת תחליף בטון שהוא פחות עתיר פחמן באופן משמעותי, תוך שהוא נשאר תואם לטכנולוגיית הדפסה תלת-ממדית.
הם פרסמו את תוצאותיהם בכתב העת Advanced Composites and Hybrid Materials1 תחת הכותרת "הדפסה תלת-ממדית של תשתית בת קיימא באמצעות בטון חרס מהיר התקשות עם תוספים ביולוגיים".
החלק כדי לגלול →
| נכס | בטון צמנט מסורתי | בטון פולימרי חרס-קנבוס (OSU) | צמנט אלקטרוליזר דל פחמן (סובליים) |
|---|---|---|---|
| כורך | צמנט פורטלנד, קלינקר שרוף בתנור | קלסר פולימרי מבוסס אקרילאמיד באמצעות RICFP | צמנט מבוסס אלקטרוליזר המיוצר בטמפרטורות הסביבה |
| תוכן ביולוגי / תוכן מקומי | נמוך; בעיקר אגרגטים שנחצבו | ≈75% חימר, חול, סיבי קנבוס, ביופחם לפי משקל | תלוי במקורות סידן מקומיים (תוצרי לוואי תעשייתיים, סלעים) |
| חוזק מיד לאחר ההנחה | יעילות של 0 מגה פסקל; דורש טפסות | ≈3 מגה פסקל מיד לאחר הדפסת תלת מימד | פרופיל חוזק מוקדם עדיין נמצא בקנה מידה ובבדיקה |
| ימים להגיע לחוזק מבני של 17-24 מגה פסקל | בדרך כלל עד 28 ימים | ≈3 ימים כדי לעלות על 17 מגה פסקל | מיקוד דומה או טוב יותר, משתנה בהתאם לתערובת ולצמח |
| זמן ריפוי מלא | ≈28 ימים | ≈8–14 ימים (מעל 40 מגה פסקל) | ספציפי למפעל; נועד להימנע מתהליך כבשן |
| טביעת רגל של CO₂ לעומת צמנט פורטלנד רגיל | גבוה (פליטות מכבשנים ופליטות תהליכים) | נמוך יותר, הודות לאגרגטים מבוססי ביו וללא צורך בכבשן מלט | נועד להיות נמוך משמעותית על ידי הימנעות מסחיפה של אבן גיר |
| יכולת הדפסה תלת-ממדית | דורש תמיכה, התקשות איטית יותר, גבולות מוגבלים | ניתן להדפיס חריצים ופערים עצמאיים ללא תומכים | שלב מוקדם; התמקדות בייצור אצווה של צמנט דל פחמן |
בתוך הפולימר חרסית-קנבוס: RICFP ואגרגטים מבוססי ביו
מלט מורכב בדרך כלל מסידן, סיליקון, אלומיניום וברזל, אשר מחוממים בסופו של דבר בכבשן ונטחנים לאבקה דקה.
במקום זאת, החוקרים פיתחו חומר בנייה מבוסס חרס הניתן להדפסה תלת-ממדית, באמצעות שיטה המכונה פולימריזציה חזיתית קטיונית מושרה רדיקלית (RICFP).
הוא מסתמך על שלושה רכיבים כימיים עיקריים:
- מונומר שעובר פולימריזציה בנוכחות רדיקל חופשי.
- חומר מקשר צולב המקשר גדילי פולימר יחד.
- יוזם אשר, תחת טמפרטורה גבוהה, משחרר את הרדיקלים החופשיים הדרושים להתחלת הפולימריזציה.
החוקרים השיגו זאת על ידי שילוב חומר הקישור RICFP עם אגרגט חרסית, חול, ביופחם וסיבים של קנבוס כדי לשפר את חוזק הדחיסה, הבידוד והקיימות. לכך נוסף חומר קישור, העשוי ממונומר אקרילאמיד (ACR), מקשר צולב מתילן-ביסאקרילאמיד (MBA) ואמוניום פרסולפט (APS).
בסך הכל, הצליחו להשתמש ב-70-80% חומרים מבוססי ביו לפי משקל.
חוזק מעולה וייבוש מהיר יותר מבטון מסורתי
השיפור העיקרי שחומר זה מספק בהשוואה לבטון הוא חוזק גבוה יותר, במיוחד מיד לאחר הדפסה תלת מימדית.
עם חוזק בנייה של 3 מגה-פסקל (MPa), הוא מאפשר בניית קירות רב-שכבתיים וגגות עצמאיים.
חוזק זה עולה עם הזמן, ויוצר מבנה סופי מוצק מאוד.
"הוא עובר את ה-17 מגה-פסקל, החוזק הנדרש מבטון מבני למגורים, תוך שלושה ימים בלבד, בהשוואה ל-28 ימים בלבד עבור בטון מסורתי מבוסס צמנט."
דווין רואץ' - פרופסור משנה להנדסת מכונות, בית הספר להנדסה של OSU
יתרון נוסף הוא זמן ההתקשות: החומר מגיע לחוזק של 17 מגה פסקל הנדרש לבטון מבני למגורים תוך שלושה ימים בלבד. הוא מתקשה לחלוטין תוך פחות משבועיים - בהשוואה לכ-28 ימים לבטון מסורתי על בסיס צמנט.
החוקרים בדקו גם שיטות שונות של הדפסה תלת-ממדית. הם הוכיחו כי חוזק גבוה יותר ופולימריזציה מהירה מאפשרים להדפיס את התערובת החדשה ללא מבנה בסיסי.
שיטה חדשה זו יכולה לשמש גם להדפסת דלתות וחלונות בעלי צורה רגילה, מאפיינים שבדרך כלל דורשים חומרים נוספים או שיטות מיוחדות עם הדפסה תלת-ממדית של בטון.
"יכולת החומר להדפיס מבנה עצמאי ללא שימוש בתומכים, כולל יכולות הדפסה שונות וייחודיות עם בטון פולימרי חזיתית."
מה יכולה להיות המשמעות של הדפסה תלת-ממדית של קנבוס חרס עבור מבנים עתידיים?
בעוד שבתים וחומרי בנייה מודפסים בתלת-ממד השתמשו בתחילה בבטון, סביר להניח ששיטת בנייה חדשנית זו תרוויח מחומרים חדשים.
נכון לעכשיו, מכיוון שזה עדיין בשלב ניסיוני, החומר מבוסס חרס-קנבוס-ביופחם יקר יותר מבטון.
אבל חידוד נוסף והפחתה בעלויות הבנייה, הודות ליעילות ההדפסה התלת-ממדית, אמורים בסופו של דבר להביא אותו לרמה של חומרים מסורתיים.
בנוסף, טביעת הרגל הפחמנית הגבוהה עשויה להיות גורם מכריע אם מיסי פחמן יתחילו להשפיע באופן משמעותי על עלויות המלט.
השקעה בייצור מלט
מסקנות משקיעים - הדפסת תלת מימד עם קנאביס חרס ו-CRH
בטון פולימרי עשוי מחימר-קנבוס עדיין בשלבי המעבדה והפיילוט, אך הוא נמצא בזרם החלקיקים של שלושה כוחות רבי עוצמה: דה-קרבוניזציה של בנייה, בנייה מודפסת בתלת-ממד אוטומטית וחומרים בעלי ריפוי מהיר שמקצצים את לוחות הזמנים של הפרויקט. התמהיל של אוניברסיטת אורגון סטייט מראה כיצד אגרגטים מבוססי ביו וכימיה של פולימרים יכולים לספק חוזק מבני תוך ימים במקום שבועות, עם טביעת רגל CO₂ נמוכה בהרבה מאשר צמנט מסורתי. עבור משקיעים בשוק הציבורי, CRH היא אחת הדרכים הברורות ביותר להיחשף למעבר זה. החברה היא חברת המיחזור הגדולה ביותר בצפון אמריקה, כבר החלה להפחית את פליטות המלט באמצעות דלקים חלופיים, והיא פורסת הון בחדשנים בתחום הצמנט דל הפחמן כמו Sublime Systems, טכנולוגיות לכידת פחמן ואופטימיזציה של תערובות המונעות על ידי בינה מלאכותית. אם צמנט מבוסס אלקטרוליזר ותערובות מודפסות בתלת-ממד מתקדמות גדלים באופן מסחרי, חברות ותיקות בעלות יחסי הפצה, הון ורגולציה גלובליים - כמו CRH - נמצאות בעמדה הטובה ביותר להחזיק במעבר ולא להיפגע ממנו.
CRH: מובילה בתחום המלט בר-קיימא ומשחק דה-קרבוניזציה
(CRH )
כאחת המובילות בעולם בייצור מלט, CRH תהיה בעלת תפקיד מרכזי בהפיכת תעשיית הבנייה במלט לתעשייה בת קיימא יותר. היא מדורגת במקום הראשון בנפח הכולל של חומרי בנייה המסופקים הן בשוק האמריקאי והן בשוק האירופי.
החברה פעילה ב-28 מדינות ו-3,390 מקומות, ומעסיקה 78,500 עובדים, כאשר CRH Americas עושה 65% מהמכירות העולמיות שלה ב-2023.
CRH צופה הוצאות משמעותיות מצד ממשלות המערב על תשתיות שיסייעו להצמיח את עסקיה. מגמות התיעוש מחדש והעברה לייצור היי-טק צריכות גם הן לסייע.
מקור: CRH
CRH עשתה התקדמות רצינית בתחום הקיימות עם שורה של יוזמות:
- זוהי חברת המיחזור הגדולה ביותר בצפון אמריקה, עם 43.9 מיליון טון של פסולת ותוצרי לוואי מתעשיות אחרות שמוחזרו בשנת 2023.
- היא הפחיתה את פליטות ה-CO₂ שלה ב-8% בשנת 2023, הודות לשימוש ב-36% דלקים חלופיים במפעלי המלט שלה.
- היא שואפת להפחתת פליטות ב-30% עד 2030 (לעומת פליטות 2021).
זה ראוי לשבח כשלעצמו, אך ניתן לראות זאת כמעט מדי ומאוחר מדי, בהתחשב בפליטות הפחמן של תעשיית הבטון.
למרבה המזל, CRH היא גם גורם מניע לשינויים מהותיים יותר במגזר. ראוי לציין, היא השקיעה 75 מיליון דולר בחברת צמנט דל פחמן סאבליים, יחד עם ענקית הבטון האירופית Holcim.
מערכות נשגבות הופקה מ-MIT בשנת 2020 כדי להשתמש באלקטרוליזר לייצור מלט בטמפרטורות סביבה, ובכך להחליף כבשנים עתירי אנרגיה ודלקים מאובנים. היא גם מאפשרת שימוש במקורות סידן כחומר קלט, תוך הימנעות משחרור CO₂ מאבן גיר.
המתקן המסחרי הראשון של Sublime בהוליוק צפוי להיפתח כבר בשנת 2026. אם יוכח כמוצלח, הוא עשוי לשנות את כללי המשחק עבור תעשיית המלט, והוא עשוי לסלול את הדרך לבטון בעל פליטות נמוכות הניתן להרחבה.
CRH השקיעה גם בסטארט-אפים אחרים של שחרור פחמן וקיימות:
- 23.7 מיליון אירו פנימה מגניב פלאנט טכנולוגיות, פיתוח פתרונות לכידת פחמן עבור תעשיות שבאופן מסורתי היה קשה להפחית את הפחמן.
- 34.7 מיליון דולר על ידי CRH ומשקיעים אחרים ב טכנולוגיות מיחזור פחמן, באמצעות פתרון מינרליזציה חשמלי לחלוטין לאחסון קבוע של CO₂ בתוצרי לוואי תעשייתיים ומינרלים, כמו מלט, פלסטיק, מוצרי צריכה, דשנים ותרופות.
- AICrete, פלטפורמה של 'מתכון כשירות' שעובדת עם יצרני בטון מקומיים, מייעלת חומרים מקומיים וממזערת את כמות המלט המשמשת באמצעות ניתוחי בינה מלאכותית, ומפחיתה הן את טביעת הרגל של פליטות CO₂ והן את עלות ייצור הבטון.
- מימון סדרה B של FIDO AI הוא סטארט-אפ המשתמש בבינה מלאכותית כדי להפחית את צריכת המים ולהגדיל את החיסכון במים.
לבסוף, CRH משקיעה גם ב הדפסת בטון תלת מימדית (3DCP) דרך חברת הבת שלה אמרימיקס.
בסך הכל, CRH היא מובילה רווחית בתעשיית הבטון והבנייה, והיא מתכוננת באופן פעיל מאוד להסרת פליטות פחמן מהתעשייה, הן ישירות במתקנים קיימים והן בכך שהיא ספקית הון מרכזית לחברות הזנק חדשניות היוצרות את הדור הבא של טכנולוגיית ייצור מלט ובטון, כולל הסרת פליטות פחמן והדפסה תלת-ממדית.
חדשות והתפתחויות אחרונות במניות CRH (CRH)
מחקר שאליו התייחס
1. ניקולס א. גונסלבס ואחרים. הדפסה תלת-ממדית של תשתית בת קיימא באמצעות בטון חרסית מהיר התקשות עם תוספים ביולוגיים. חומרים מרוכבים מתקדמים וחומרים היברידיים. כרך 8. 1 באוקטובר 2025. https://link.springer.com/article/10.1007/s42114-025-01456-1
