Trajnostna gradbena inovacija: 3D tiskanje revolucionira industrijo betona!

Trajnostna gradbena inovacija: 3D tiskanje revolucionira industrijo betona!

Gradbena industrija se sooča z nujnim izzivom občutnega zmanjšanja porabe virov in emisij CO2. Obetavna rešitev v tem kontekstu so raziskave na Inštitutu za tehnologijo delcev na Tehnični univerzi v Braunschweigu in na Tehnični univerzi v Münchnu. Tu je poudarek na razvoju okolju prijaznih materialov, s posebnim poudarkom na tehnologiji 3D tiskanja »Selective Paste Intrusion« (SPI). Namen te inovativne metode je pridobiti reciklirane delce iz recikliranega betona iz porušenih zgradb, kar bi lahko dolgoročno pripeljalo do bolj trajnostne gradnje.

Tehnologija SPI revolucionira gradnjo betona z razporeditvijo agregatov v tanke plasti in njihovim lepljenjem s cementno pasto. Globoko razumevanje tehnologije delcev je ključnega pomena za izboljšanje energetske učinkovitosti in trajnosti v gradbeništvu. Svež beton je sestavljen iz vode, cementa in agregatov, kot sta pesek in gramoz. Vendar pa je recikliranje betona kompleksna naloga, ker so kamninska zrna povezana s cementno matrico.

Mehansko drobljenje in uporaba recikliranega betona

Za pripravo betona se uporabljata dve metodi mehanskega drobljenja: prvič, udarec delca na trdo površino in drugič, tlačna in strižna napetost med dvema površinama, pri čemer ima slednja prednost. Selektivno drobljenje omogoča nadzorovano razgradnjo materiala, pri čemer ostanejo kamninska zrna nedotaknjena. Po drobljenju se delci razvrstijo in očistijo, tako da se lahko grobi agregati ponovno uporabijo za proizvodnjo novih gradbenih materialov. Drobni cementni delci pa se lahko uporabljajo kot dodatek v cementni pasti. Vendar pa strogi predpisi o ponovni uporabi recikliranega betona pogosto ovirajo učinkovito uporabo dragocenih materialov.

Tu nastopi tehnologija SPI, ki ustvarja trajnostni cikel in omogoča, da zavrženim materialom damo drugo priložnost. Ta pristop bi lahko prinesel pomembne dolgoročne spremembe v gradbeništvu.

SPI in njegova uporaba v praksi

Podjetji Scawo3D in Skeno sta predstavili tehnologijo SPI na BAU 2025 v Münchnu. Njihova inovativna metoda 3D tiskanja betona uporablja novo brizgalno tiskalno glavo, ki nanese cementno pasto v razsute agregate za učinkovito realizacijo kompleksnih struktur. Integracija orodij za računalniško podprto načrtovanje, kot je Spherene za Rhino/Grasshopper, omogoča ustvarjanje občutljivih geometrij in optimizirano strukturno zmogljivost. V času sejma razstavni prostor ni služil le kot demonstracija, temveč tudi kot raziskovalni primer uporabe SPI v nosilnih konstrukcijah.

Na stojnici s površino 25 m² in 3 m visokimi zadnjimi stenami so bile predstavljene strukture Spherene, razdeljene na šest modulov, težkih med 150 in 320 kg. Osrednja stena z logotipom Scawo3D je bila segmentirana za učinkovit transport. Poleg tega je bilo v sodelovanju s Skeno in Timom Harboejem predstavljeno 3D natisnjeno stopnišče, ki je pokazalo sposobnost SPI za izdelavo kompleksnih, nosilnih struktur. Celoten postopek je vključeval veliko posteljo delcev (4 x 2,5 x 1,5 metra) in je sledil tehniki plast za plastjo za natančnost.

Hitra proizvodna metoda tehnologije SPI skrajša proizvodni čas in zmanjša materialne odpadke v primerjavi s tradicionalnimi metodami gradnje betona. Za stojalo BAU 2025 so bile zadnje plošče natisnjene v eni sami seji, ki je trajala samo šest ur, z uporabo lahkega materiala iz ekspandirane gline. Preostale komponente so bile proizvedene v štirih urah z uporabo agregatov, ki vsebujejo kremenčev pesek. Takšne napredne proizvodne metode močno dokazujejo potencial SPI in orodij za računalniško podprto načrtovanje za ponovno opredelitev arhitekturnih možnosti in spodbujanje trajnostnih gradbenih praks. Sodelovanje med Scawo3D, Skeno in Spherene pomeni pomemben napredek na področju digitalne izdelave v betonski arhitekturi.