Нова технологія 3D-друку бетоном знижує вагу стін на 72% зі збереженням міцності

Технологія 3D-друку бетоном (3DCP) вже кілька років пропонує більш ефективний підхід до будівництва, але має мінуси. По-перше, це підвищена витрата бетонної суміші, а по-друге, дуже обмежений набір архітектурних форм. Новий тип 3DCP за назвою Shell Wall вирішує ці проблеми, в результаті чого стіни при друку новим методом виходять на 72% легшими, ніж їх звичайні аналоги при збереженні всіх характеристик міцності.

На більшості будівельних майданчиків, де застосовується технологія 3DCP, сопло екструдера з роботизованим керуванням рухається по прямих лініях паралельно рівню землі, формуючи форми для стін по одному горизонтальному шару за раз. Порожні центри цих форм потім заповнюються арматурою та бетоном – і все, стіни готові.

За словами доктора Маніа Агай Мейбоді та його колег з лабораторії DART Мічиганського університету, в таких установках використовується більше бетону, ніж необхідно, плюс вони обмежують архітектурні особливості будівель досить простими формами. Обидві проблеми вирішує система Shell Wall.



Спочатку створюється комп'ютерна модель конструкції, основою якої є найефективніший розподіл необхідного матеріалу для потрібної міцності кожної частини будівлі. Іншими словами, матеріали не використовуються там, де вони не потрібні.

На основі цієї моделі друкуюче сопло будує багатошарові елементи стінки, що складаються з вертикальних вигнутих структурних ребер з більш тонкими вигнутими мембранами, що перекривають проміжки між ними. Шари бетону укладаються не обов'язково по площині, а це означає, що вони не обов'язково розташовуються паралельно до землі. У міру нарощування кожного елемента всередину порожнистих ребер вставляються вертикальні відрізки арматури, а всередину порожнистих мембран укладається теплоізоляція.



Стендові випробування показали, що в порівнянні з традиційними стінами того ж розміру, побудованими з монолітного бетону, елементи Shell Wall забезпечують зниження ваги на 72% за збереження такої ж міцності конструкції. Наразі плануються повномасштабні випробування технології на реальних будівельних майданчиках.

---

© за матеріалами