Inovație în construcții durabile: imprimarea 3D revoluționează industria betonului!

Inovație în construcții durabile: imprimarea 3D revoluționează industria betonului!

Industria construcțiilor se confruntă cu provocarea urgentă de a reduce semnificativ consumul de resurse și emisiile de CO2. O soluție promițătoare în acest context este cercetarea la Institutul pentru Tehnologia particulelor de la Universitatea Tehnică din Braunschweig și la Universitatea Tehnică din München. Accentul se pune aici pe dezvoltarea de materiale ecologice, cu un accent deosebit pe tehnologia de imprimare 3D „Selective Paste Intrusion” (SPI). Această metodă inovatoare își propune să recupereze particulele reciclate din betonul reciclat din clădirile demolate, ceea ce ar putea duce la o construcție mai durabilă pe termen lung.

Tehnologia SPI revoluționează construcția din beton prin distribuirea agregatelor în straturi subțiri și lipirea lor cu pastă de ciment. O înțelegere profundă a tehnologiei particulelor este crucială pentru îmbunătățirea eficienței energetice și a durabilității în construcții. Betonul proaspăt constă din apă, ciment și agregate precum nisip și pietriș. Cu toate acestea, reciclarea betonului este o sarcină complexă, deoarece boabele de rocă sunt conectate prin matricea de ciment.

Concasare mecanică și utilizare a betonului reciclat

Pentru prepararea betonului se folosesc două metode de concasare mecanică: în primul rând, lovirea unei particule pe o suprafață tare și în al doilea rând, efortul de compresiune și forfecare între două suprafețe, fiind preferată cea din urmă. Mărunțirea selectivă permite descompunerea materialului într-o manieră controlată, lăsând boabele de rocă intacte. După zdrobire, particulele sunt clasificate și curățate astfel încât agregatele grosiere să poată fi reutilizate pentru producerea de noi materiale de construcție. Pe de altă parte, particulele fine de ciment pot fi folosite ca aditiv în pasta de ciment. Cu toate acestea, reglementările stricte privind reutilizarea betonului reciclat stau adesea în calea utilizării eficiente a materialelor valoroase.

Aici intervine tehnologia SPI prin crearea unui ciclu durabil și făcând posibilă oferirea materialelor aruncate oa doua șansă. Această abordare ar putea aduce schimbări semnificative pe termen lung în industria construcțiilor.

SPI și aplicarea sa în practică

Companiile Scawo3D și Skeno au prezentat tehnologia SPI la BAU 2025 din München. Metoda lor inovatoare de imprimare 3D a betonului folosește un nou cap de imprimare cu jet de cerneală care depune pasta de ciment în agregate libere pentru a realiza în mod eficient structuri complexe. Integrarea instrumentelor de proiectare asistată de computer, cum ar fi Spherene pentru Rhino/Grasshopper, permite crearea de geometrii delicate și performanțe structurale optimizate. În timpul târgului, standul expozițional a servit nu numai ca demonstrație, ci și ca exemplu de cercetare pentru aplicațiile SPI în structuri portante.

Standul, cu o suprafață de 25 m² și pereți din spate înalți de 3 m, a prezentat structuri Sphere împărțite în șase module cu o greutate între 150 și 320 kg. Un perete central care poartă sigla Scawo3D a fost segmentat pentru un transport eficient. În plus, a fost prezentată o scară imprimată 3D în colaborare cu Skeno și Timo Harboe, demonstrând capacitatea SPI de a produce structuri complexe, portante. Întregul proces a implicat un pat mare de particule (4 x 2,5 x 1,5 metri) și a urmat o tehnică strat cu strat pentru precizie.

Metoda de fabricație rapidă a tehnologiei SPI reduce timpul de producție și minimizează risipa de material în comparație cu metodele tradiționale de construcție din beton. Pentru standul BAU 2025, panourile din spate au fost imprimate într-o singură sesiune de doar șase ore, folosind material de argilă expandată ușor. Componentele rămase au fost produse în patru ore folosind agregate de nisip care conțin cuarț. Astfel de metode avansate de producție demonstrează cu putere potențialul SPI și al instrumentelor de proiectare asistată de computer de a redefini posibilitățile arhitecturale și de a promova practicile de construcție durabile. Colaborarea dintre Scawo3D, Skeno și Spherene marchează un progres semnificativ în domeniul fabricării digitale în arhitectura betonului.