Inovacije u održivoj gradnji: 3D ispis revolucionira industriju betona!

Inovacije u održivoj gradnji: 3D ispis revolucionira industriju betona!

Građevinska industrija suočava se s hitnim izazovom značajnog smanjenja potrošnje resursa i emisija CO2. Rješenje koje obećava u ovom kontekstu je istraživanje na Institutu za tehnologiju čestica na Tehničkom sveučilištu u Braunschweigu i na Tehničkom sveučilištu u Münchenu. Fokus je ovdje na razvoju ekološki prihvatljivih materijala, s posebnim fokusom na tehnologiju 3D ispisa "Selective Paste Intrusion" (SPI). Ova inovativna metoda ima za cilj oporaviti reciklirane čestice iz recikliranog betona iz srušenih zgrada, što bi dugoročno moglo dovesti do održivije gradnje.

SPI tehnologija revolucionira gradnju betona raspoređujući agregate u tankim slojevima i lijepeći ih cementnom pastom. Duboko razumijevanje tehnologije čestica ključno je za poboljšanje energetske učinkovitosti i održivosti u građevinarstvu. Svježi beton sastoji se od vode, cementa i agregata poput pijeska i šljunka. Međutim, recikliranje betona složen je zadatak jer su zrnca stijene povezana cementnom matricom.

Mehaničko drobljenje i korištenje recikliranog betona

Za pripremu betona koriste se dvije metode mehaničkog drobljenja: prvo, udar čestice na tvrdu podlogu i drugo, tlačno i smično naprezanje između dviju površina, pri čemu se potonjem daje prednost. Selektivno usitnjavanje omogućuje kontroliranu razgradnju materijala, ostavljajući zrnca stijene netaknutima. Nakon drobljenja, čestice se klasificiraju i čiste kako bi se grubi agregati mogli ponovno upotrijebiti za proizvodnju novih građevinskih materijala. Fine čestice cementa, s druge strane, mogu se koristiti kao aditiv u cementnoj pasti. Međutim, strogi propisi o ponovnoj uporabi recikliranog betona često stoje na putu učinkovitoj upotrebi vrijednih materijala.

Ovdje SPI tehnologija stupa na scenu stvaranjem održivog ciklusa i omogućavanjem davanja druge šanse odbačenim materijalima. Ovakav pristup mogao bi donijeti značajne dugoročne promjene građevinskoj industriji.

SPI i njegova primjena u praksi

Tvrtke Scawo3D i Skeno predstavile su SPI tehnologiju na BAU 2025 u Münchenu. Njihova inovativna metoda 3D ispisa betona koristi novu inkjet ispisnu glavu koja taloži cementnu pastu unutar rastresitih agregata za učinkovito ostvarenje složenih struktura. Integracija alata za računalno potpomognuto projektiranje kao što je Spherene za Rhino/Grasshopper omogućuje stvaranje delikatnih geometrija i optimiziranih strukturalnih performansi. Tijekom sajma, izložbeni štand nije služio samo kao demonstracija, već i kao istraživački primjer za primjenu SPI u nosivim konstrukcijama.

Na štandu površine 25 m² i stražnjih zidova visine 3 m predstavljene su Spherene strukture podijeljene u šest modula težine između 150 i 320 kg. Središnji zid s logotipom Scawo3D segmentiran je radi učinkovitog transporta. Dodatno, predstavljeno je 3D tiskano stubište u suradnji sa Skenom i Timom Harboeom, demonstrirajući sposobnost SPI-ja da proizvede složene, nosive strukture. Cijeli proces uključivao je veliki sloj čestica (4 x 2,5 x 1,5 metara) i slijedio je tehniku ​​sloj po sloj radi preciznosti.

Brza proizvodna metoda SPI tehnologije smanjuje vrijeme proizvodnje i minimalizira materijalni otpad u usporedbi s tradicionalnim metodama gradnje betona. Za štand BAU 2025, stražnje ploče su tiskane u jednoj sesiji od samo šest sati, korištenjem laganog materijala od ekspandirane gline. Preostale komponente proizvedene su unutar četiri sata pomoću agregata pijeska koji sadrže kvarc. Takve napredne proizvodne metode snažno demonstriraju potencijal SPI-ja i alata za računalno potpomognuto projektiranje za redefiniranje arhitektonskih mogućnosti i promicanje održivih građevinskih praksi. Suradnja između Scawo3D, Skeno i Spherene označava značajan napredak u području digitalne izrade u betonskoj arhitekturi.