在南京市六合区灵岩社区卫生服务中心,一幢建造中的两层小楼“如裱花蛋糕一般”堆叠、长高,正初显雏形,别看它外观平平无奇,背后却蕴含着高科技。
它就是国内首个真正意义上可居住、可交付使用的,由现场3D打印而成的两层建筑,高6米、使用面积52.8平方米,由上海建工集团牵头打造,建成后将作为院史展览馆使用。
两层楼效果图
打印现场
整个建筑的打印用时大概需要50个小时。项目团队自主研发制造的3D打印装备、自行研发的3D打印混凝土材料、首创设计的建筑结构,都为现场打印的顺利实施奠定了重要基础。
目前在现场的这款装备,是国内首创的实现粗骨料混凝土材料泵送的现场原位3D打印机,打印范围长24米,宽8.5米,高6米,打印头喷嘴直径采用40毫米和50毫米两种,可以实现超大型建构筑物的智能化现场原位3D打印建造。
打印装备到位了,更需要打印材料的“高效配合”。现场使用了项目团队自行研发的3D打印混凝土材料,并在现场原位3D打印中,首创局部使用了含粗骨料的3D打印混凝土材料:通过泵送技术把含有粗骨料的预拌混凝土输送到打印仓,在打印仓内二次搅拌后,再经打印头挤出,打印成型。
粗骨料的使用,不仅可以降低材料成本,而且解决了目前采用3D打印砂浆容易开裂的问题。项目团队同时还研发了可用于3D打印的固体废弃物材料,正契合当前固废循环利用、节能减排环保的发展理念。
打印现场
目前,3D打印建筑推广应用中面临最大的挑战,是缺乏相应的完善标准,为此项目团队首创设计出满足现行标准的“框架+砌体+叠合板结构”3D打印建筑。自承重墙体和局部柱及梁模板通过3D打印技术完成,框架结构作为承重结构,该种3D打印建筑结构的成功设计为项目的交付使用创造了重要条件。
3D打印在复杂、个性化、按需定制的建筑物、构筑物建造中具有广泛的应用空间,在极端施工环境如灾区重建、核电站、月球基地等也有广阔的应用前景。这个示范工程探索了现代房屋新型建造方式,可以实现大规模建筑工业化生产,将助力国内建筑行业提升智能建造和精益建造水平。
来源:同济可持续混凝土、上海建工官微
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