Аддитивные методы строительства в фокусе внимания
В последнее время тема 3D-печати бетона очень актуальна в строительной отрасли. Есть надежда, что внедрение "Индустрии 2.0" должно произвести революцию в строительстве и спровоцировать инновационный скачок. Разнообразные возможности прямой связи цифрового планирования (информационное моделирование зданий, BIM) и цифровых производственных процессов с промышленными роботами практически неограниченны. Университеты и колледжи Германии проводят интенсивные исследования различных "аддитивных процессов", разрабатывая адаптированные строительные материалы для 3D-печати бетона, а также машины и методы для автоматизированной интеграции арматуры из стали, стекла или углерода.
Необходимо различать следующие процессы производства 3D-бетона:
• При помощи козлового крана (линейная печать методом экструзии)
• С использованием промышленного робота (процесс распыления)
• Избирательное связывание
• При помощи автобетононасоса (позиционирование печатающей головки с помощью GPS, линейная печать с использованием "обычного бетона")
Использование автобетононасоса, в частности, в настоящее время является предметом исследований в Forschungsgemeinschaft Transportbeton (FTB). С экономической точки зрения 3D-печать бетона обеспечивает значительный потенциал экономии, особенно с точки зрения времени строительства по сравнению с его традиционными методами. Процессы 3D-печати также дают возможность преодолеть ограничения, связанные с нехваткой квалифицированных рабочих в строительной отрасли, в то же время улучшая охрану здоровья персонала на строительных площадках.
Аддитивные производственные процессы приводят к совершенно новому дизайну и геометрической свободе для строителей и архитекторов. Изготовление круглых стен или поверхностей свободной формы возможно с использованием бетона без дорогостоящих опалубочных работ.
Тесное сотрудничество в тестировании с клиентами и партнерами
Компания Röser GmbH, имеющая 6 филиалов в Баден-Вюртемберге, является специалистом по бетонным шахтам, бетонным трубам, специальным компонентам и владеет первым стационарным 3D-принтером на заводе сборного железобетона Cobod в Германии. Датский производитель систем входит в группу компаний специалиста по опалубке PERI в Вайсенхорне. Первые дома в Германии, в Бекуме и Валленхаузене, были напечатаны с использованием идентичных систем. Пресса широко освещала инновации в бетонном строительстве.
Разработка и испытания смеси заполнитель-связующее с максимальным размером зерна 4 мм для завода в Лаупхайме были проведены под руководством научно-исследовательской группы SCHWENK в Карлштадте в тесном сотрудничестве с компаниями Röser IV GmbH и SCHWENK Bauberatung. Дочерняя компания SCHWENK Schretter & Cie GmbH & Co. KG в Вилсе, Австрия, смешивает компоненты и заливает смесь в силосные машины, биг-бэги или в мешки. Испытания строительных материалов и определение свойств материалов на месте были проведены Южным технологическим центром SCHWENK в Альмендингене.
Задача и искусство составления рецептуры состоит в том, чтобы получить легко перекачиваемый, однородный, пластичный раствор, добавляя только воду, который в то же время демонстрирует хорошую прочность на растяжение в сочетании с хорошей адгезионной связью отдельных напечатанных слоев, и это при разных температурных условиях. После тонкой настройки комбинация этих свойств, наконец, была успешной.
Предварительно смешанный сухой раствор с содержанием воды в консистенции, пригодной для печати, имеет следующие параметры и свойства:
• Прочность на сжатие в соответствии с DIN EN 196-1: > 30 МПа (2 сут), > 45 МПа (28 сут)
• Прочность на изгиб в соответствии с DIN EN 196-1: > 4,5 МПа (2 сут), > 7,0 МПа (28 сут)
• Устойчивость к замерзанию и оттаиванию (CDF) в соответствии с DIN EN 12390-9: < 200 г/м2 (28 футов), < 400 г/м2 (56 тонн)
Примечание: Предел для бетона XF4 составляет ≤ 1500 г/м2 (28 футов).
Бетонная мебель для ратушной площади в Лаупхайме
С помощью описанного выше соединения в середине октября 2021 года для города Лаупхайм было изготовлено несколько скамеек и цветочных корзин с использованием 3D-печати. Здесь следует подчеркнуть однородное печатное изображение с очень хорошим качеством поверхности и склеиванием слоев.
