建筑3D打印技术能否助力碳减排? 

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发布时间: 2022-07-04 08:39
众所周知,建材生产、建筑施工、建筑运行三大环节是建筑行业减碳、降碳的关键。建筑3D打印施工因其技术特性,可以实现免模板施工、可以实现工厂装配式内装、墙体可以采用保温材料填充、打印材料可以精确使用避免资源浪费等,在助力实现建筑行业“双碳”目标的过程中有着巨大的优势。
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图1 建筑3D打印的雕塑

据了解,建筑3D打印从概念的提出到应用已有20年的历史,但是水泥基材料3D打印兴起较晚,是当前全球建筑行业研究的一个热点方向。在较为成熟的金属和塑料3D打印行业,其材料和成本是制约发展的两大关键因素。可打印的材料种类有限,环保性差且达到民用标准较难。高精度3D打印机通常比较大型且价格昂贵,专利技术也更多掌握在国外巨头公司手中,且核心部件很难实现国产化。

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图2 建筑3D打印的小房屋及建筑构件

相对于金属和塑料3D打印,建筑3D打印行业完全不同,不仅可用打印材料种类较多,且能解决固废问题,综合成本相比传统建筑方式还更具优势。目前,我国工业级建筑3D打印机的软件、硬件技术也日趋成熟,并达到了国际先进水平,还实现了完全国产化,而且建筑3D打印不仅能满足异型建筑设计,还可以在设计环节融入更多低碳概念,因地制宜,少人工、多天然,减少后期建筑运行的用能需求。

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图3 建筑3D打印的墙体构件

提到建筑3D打印技术在碳减排当中的优势,笔者认为,在利用固废方面,建筑3D打印领域如何大幅提高固废利用率是关键。按照现行标准T/CECS 786-2020《混凝土3D打印技术规程》对打印原材料的技术指标提出了明确要求,与普通混凝土的原材料性能要求差异不大。但是如何大掺量利用固废,还有很多工作需要去做。

而在材料发展方面,作为打印油墨材料对建筑3D打印发展十分重要。如快凝早强是对材料性能的基本要求,凝结时间应在20~60min之间,2h抗压强度应达到10-20MPa,28d抗压强度应达到50-60MPa。

因此,开发更多性价比较高的功能性建筑3D打印材料,兼具绿色、节能、低碳的特点,并保证工作性能、形态稳定性和强度均能满足建筑3D打印的连续性和结构安全性要求,这样的材料将会极大地推动行业发展,同时也是建筑材料行业应该重点关注的方向。

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图4 建筑3D打印的墙体构件

除此之外,笔者认为标准规范、工程应用,是影响建筑3D打印行业的关键。据了解,建筑行业的标准规范,是影响先进技术应用和普及的先决条件。当更多的建筑3D打印工程的出现,也势必快速促进建筑3D打印行业,也符合国家“十四五”对于建筑行业智能建造技术的战略规划,更是解决建筑工人紧缺这一行业痛点的重要方式。

来源:冠力科技,作者:田冠飞
声明:本文是 3D打印资源库网 转载文章,原文:田冠飞 。内容为作者独立观点,不代表3D打印资源库立场,转载请联系原作者。如对文章有异议或投诉,请联系[email protected]
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