2020年2月12日星期三

3D打印混凝土展望


  隨著科技的發展,願意從事一線體力勞動的人員越來越少,作為勞動力密集的混凝土建築行業將迎來一次巨大的挑戰,而結合了3D打印技術的3D打印混凝土技術的出現,無疑是一大福音,具有十分廣闊的發展前景。
  3D打印混凝土技術在建造過程中取消了支模拆模的繁瑣程序,在很大程度上簡化了施工的過程,使得施工速率可以提高到10倍以上,RP而且還可以實現混凝土的充分利用,降低水泥的使用量,更可以提高建築物的服役壽命,降低建築垃圾的產生,減少重複建設,同時,3D打印機械僅需要數名技術人員的控制,減少了施工人員的數量,正符合當今社會的發展趨勢。此外,3D打印混凝土技術可以實現各種形狀建築的打印,3D列印對環境的要求較小,可將其應用於外太空的探索,迅速完成太空基地的建設。
  目前,3D打印混凝土技術處於發展起步階段,為實現3D打印混凝土技術應用的普遍化,需要針對其存在的問題進行關鍵技術的解決。未來3D打印混凝土技術的研究發展可以從如下方面進行:
  (1)混凝土材料的研究。雖然英國拉夫堡大學的T.T.Le等人對3D打印混凝土進行了部分的研究,提出了一些3D打印混凝土所需要具備的性能,但主要是基於現打樣階段對3D打印混凝土技術初步的認識,缺乏較為系統、理論、深入的研究。而要使3D打印混凝土技術可以快速地發展,則必須對混凝土的原材料、配制理論進行系統深入的研究,因此,新的混凝土配合比理論和新的原材料要求都需要根據性能需求來完善,這也將是3D打印混凝土技術發展過程中的主要研究課題。
  (2)配套軟硬件的研究。3D打印混凝土技術是電腦軟件與打印機械協同合作的過程,如何將電腦中的三維模型通過軟件控制的打印裝置將之變為實物,更好地與自動化過程相結合,並使之達到*佳效果,這將是一個長期的過程。

  (3)打印工藝的研究。如何合理地安排打印的方向次序、控制打印噴頭的全方位爬升等都是決定打印效率的重要因素,也是今後研究中需要注意的方面。同時,目前的3D建築打印工藝可實現的打印高度受到較大的限制,而社會的發展卻使混凝土建築逐漸向高聳方向發展,這就需要新的打印工藝以實現高層打印與向高層發展所要解決的結構強度、配筋增強等問題。

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