可持续建筑创新：3D 打印正在彻底改变混凝土行业！

可持续建筑创新：3D 打印正在彻底改变混凝土行业！

建筑业面临着大幅降低资源消耗和二氧化碳排放的紧迫挑战。在这方面，一个有前途的解决方案是布伦瑞克工业大学和慕尼黑工业大学粒子技术研究所的研究。这里的重点是环保材料的开发，特别关注3D打印技术“选择性浆料侵入”（SPI）。这种创新方法旨在从被拆除建筑物的再生混凝土中回收再生颗粒，从长远来看，这可能会导致更加可持续的建筑。

SPI 技术通过将骨料分布在薄层中并用水泥浆将其粘合，彻底改变了混凝土施工。对颗粒技术的深入了解对于提高建筑的能源效率和可持续性至关重要。新拌混凝土由水、水泥和沙子、砾石等骨料组成。然而，回收混凝土是一项复杂的任务，因为岩石颗粒是通过水泥基体连接的。

机械破碎及再生混凝土的利用

制备混凝土使用两种机械破碎方法：首先，将颗粒冲击到硬表面上；其次，在两个表面之间施加压应力和剪切应力，优选后者。选择性粉碎使材料能够以受控方式分解，使岩石颗粒保持完整。破碎后的颗粒经过分级和清理，使粗骨料可以重新用于生产新型建筑材料。另一方面，细水泥颗粒可用作水泥浆的添加剂。然而，对再生混凝土再利用的严格规定常常阻碍有价值材料的有效利用。

这就是 SPI 技术发挥作用的地方，它可以创建可持续的循环，并为废弃材料提供第二次机会。这种方法可能会给建筑行业带来重大的长期变化。

SPI及其在实践中的应用

Scawo3D 和 Skeno 公司在慕尼黑 BAU 2025 上展示了 SPI 技术。他们创新的 3D 混凝土打印方法使用新型喷墨打印头，将水泥浆沉积在松散的骨料中，从而有效地实现复杂的结构。集成计算机辅助设计工具（例如 Spherene for Rhino/Grasshopper）可以创建精致的几何形状并优化结构性能。展会期间，展台不仅起到了展示的作用，同时也是SPI在承重结构中应用的研究范例。

该展台面积为 25 平方米，后墙高 3 m，采用 Spherene 结构，分为六个重量在 150 至 320 公斤之间的模块。带有 Scawo3D 徽标的中央墙被分段，以实现高效运输。此外，还与 Skeno 和 Timo Harboe 合作展示了 3D 打印楼梯，展示了 SPI 生产复杂承重结构的能力。整个过程涉及一个大型颗粒床（4 x 2.5 x 1.5 米），并遵循逐层技术以确保精度。

与传统的混凝土施工方法相比，SPI技术的快速制造方法减少了生产时间并最大限度地减少了材料浪费。对于 BAU 2025 展台，后面板使用轻质膨胀粘土材料在短短六个小时内打印完成。其余部件是使用含石英的砂骨料在四小时内生产出来的。这种先进的制造方法有力地证明了 SPI 和计算机辅助设计工具在重新定义建筑可能性和促进可持续建筑实践方面的潜力。 Scawo3D、Skeno 和 Spherene 之间的合作标志着混凝土建筑数字化制造领域的重大进步。