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世界首例“打印”辦公樓三大技術突破,主體打印部分僅需3天

放大字體  縮小字體 發布日期:2019-11-21  瀏覽次數:498
核心提示:11月17日下午,一棟7.2米高的雙層辦公樓在中建二局廣東建設基地拔地而起,這棟“不起眼”的建筑物卻吸引了業界驚嘆的目光。原來

11月17日下午,一棟7.2米高的雙層辦公樓在中建二局廣東建設基地拔地而起,這棟“不起眼”的建筑物卻吸引了業界驚嘆的目光。原來,這座建筑物的主體結構是現場“打印”出來的,中建機械制造的建筑3D打印機就是它的“建造者”。這座被“打印”出來的辦公樓是“世界首例原位3D打印雙層示范建筑”,標志著原位3D打印技術在建筑領域取得突破性進展。

打印頭繞著圈圈吐材料

“3D打印建筑的基本原理與一般打印機一樣,要有打印機體、噴頭、油墨、紙張。”中國建筑技術中心材料工程研究所所長助理霍亮介紹說。

如果把建筑四周搭建的金屬框架視作打印機的機體,那么噴吐混凝土的打印頭就相當于一般打印機的噴頭,但它噴出的“油墨”不是一般的混凝土,而是需要特別配制的3D打印建筑噴吐混凝土。

3D打印建筑噴吐混凝土和傳統施工澆筑混凝土一樣,要一次完成,不能間斷。打印頭通過一圈一圈連續噴吐寬5厘米、厚2.5厘米的打印材料,經過層層堆積建造墻面。“我們通過反復試驗,在一般的混凝土砂漿中添加了外加劑,通過調節材料黏稠度和凝結時間,開發出了3D打印所需要的混凝土,而且它的強度能達到C40-C60,完全滿足建筑強度的要求。”霍亮說。

“施工前,我們在地下預埋了鋼筋籠,這就相當于‘打印紙’。”中建二局廣東建設基地有限公司科技部副經理黃云說,“在打印過程中,隨著墻體的不斷長高,還得按照圖紙去加裝鋼筋。”

目前,3D打印技術主要用在房屋建造過程中的主體施工階段,還無法打印鋼筋,鋼筋布置還需要依靠人工。

主體打印部分僅需3天

從傳統工藝特點來說,曲面造型設計的建筑不論是現場澆注成型,還是工廠預制構件,模具工程成本高且不易實現。“建筑3D打印技術在曲面建筑和穹頂式建筑建造上具有明顯優勢,同時為設計師自由創作提供了可能。”中國建筑技術中心材料所所長張濤說。

3D打印建筑可充分利用打印智能控制,使建筑一次成型,節約材料60%,還可減少建造過程中的工藝損耗和能源消耗。“我們這個項目建筑面積約230平方米,分為上下兩層,打印部分為墻體和構造柱,主體打印部分僅需3天。”霍亮說,“由于3D技術打印房屋全部使用機械自動化操作,以往要十二、三名工人操作的項目少一半人完全沒問題”。

某些方面超越國外同行

這棟“世界首例原位3D打印雙層示范建筑”,是由中建股份技術中心和中建二局華南公司聯合立項課題《建筑 3D打印技術研究與應用示范》的展示工程。經過3年的技術攻關,獲得建筑3D打印材料、設備類專利13項,軟件著作權4項,專業著作1部,外觀專利1項。霍亮說:“目前,國內外建筑3D打印技術同步發展,中國建筑行業在某些應用方面甚至已經超越國外同行。”

“打印小樓”的三大技術突破

●原位打印,即現場直接將主體打印成型,無需二次拼裝

●采用輪廓工藝,即打印出的墻體是中空的,方便添加保暖填充物

●首次將這項技術運用到雙層建筑上,結構難度更大

 
 
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