bigdrum (bigdrum) wrote,
bigdrum
bigdrum

Categories:

Будущее ли это?

Занимающаяся внедрением технологий 3D печати в строительство компания Apis Cor представила первый в России напечатанный прямо на строительной площадке жилой дом — причём всего за один день!



Для возведения расположенного в городе Ступино в Московской области дома в качестве «чернил» для 3D-принтера использовалась бетонная смесь, сформировавшая каркас здания. Дом покрыт кровлей, способной выдерживать сильные снегопады, при этом вместе укладывались слои твердой и жидкой изоляции, чтобы обеспечить поддержание комфортной температуры в доме.

Основанная российским инженером Никитой Чен-Юнь-Таем Apis Cor стала первой компанией, занимающейся разработкой мобильного 3D-принтера для строительства, способного печатать целые здания прямо на строительной площадке.

Пруф.

Сразу - Чен-Юнь-Тай - старая и известная русская фамилия, да... Это была шутка такая. Ну, пошутили и будя... Поехали думать головой.

Конструкция принтера - однозначный зачет. Компактная установка в центре площадки, стрела с регулируемым вылетом - позволяют впечатывать сооружения в треднодоступные места, на разрушая при этом окружающее пространство, коим может быть лес, здания, и т.д. На самом деле это вариация на тему обычного строительного крана, каковой, будучи снабжен бетонным бункером, полностью эквивалентен данному принтеру, за исключением количества необходимой электроники...



Между прочим, последнее замечание задает потенциально возможный путь совершенствования конструкции в универсальный строительный манипулятор с оголовками-насадками, одной из которых может быть 3Д-головка строительной печати, и вот в данном контексте - все очень-очень интересно с практической точки зрения.

Я так и вижу, как строители облизнулись...

Теперь пойдем смотреть на недостатки.

Первое - печатная смесь однородна в смысле фракции. Фактически это не сколько бетонная, сколько цементно-песчаная смесь. В такую смесь крайне трудно внедрить хотя бы гарцовку, в силу естественной тенденции к образованию "пробок". В классических бетоноводных системах это обходится большим, относительно фракции, диаметром каналов, и большим потоком бетонной смеси. К тому же в классическом бетоноводе смесь после укладки обрабатывается вибраторами, что гарантирует качество получаемого изделия. Здесь же никакой вибрации нет, как упало - так и застыло.

Несущие свойства бетона определяются не только и не столько качествами цемента, сколько качествами наполнителя. Если это керамзит - мы получаем слабонесущий "теплый" бетон. Эсли это гарцовка - мы получаем слабо- и средненесущий бетон для поребриков, бордюров и прочего. Если это гравий средних фракций - мы получаем нормальный конструкционный бетон. Это связано с тем, что несущая способность гранита выше, чем цементного раствора, и до определенного предела увеличение размера гранитной фракции улучшает несущие способности готового монолита.

Бетон, производимый данной установкой, является слабонесущим уже по размеру фракции, и поправить это дело можно, только используя специальные сорта цемента (600+).

Далее. При обработке вибраторами из массы бетона выгоняются воздушные пузырьки, что улучшает сцепление гравия и цемента, увеличивая монолитность готового бетонного тела. Однако, при вибрации, также происходит и процесс разделения бетона на фракции, и избыток вибрации так же вреден, как и недостаток. Сочетание данных двух процессов определяет максимальную глубину бетонирования в один заход, ибо при проработке вибраторами излишне глубокого тела разделение на фракции глубинного слоя происходит раньше, чем уплотнение вышележащего.

В текущей технологии вибрационная обработка массива не происходит, что приводит к увеличению пористости и снижению несущих качеств бетона.

Далее. В нормальном бетонном строительства используется армирование, которое, с одной стороны, защищает бетонный массив от растрескивания, придавая ему устойчивость к нагрузке на разрыв, и с другой, формирует внутренне укрепленные области вокруг арматуры. Здесь у нас бетон неармированный.

Вывод - строить таким образом дома выше 1-2 этажей нереально.

Третье. Опалубка, используемая при традиционном бетонировании, не только формирует тело бетонной массы, но и гидроизолирует его от внешней среды. Поскольку для отвердения бетона критически важным фактором является насыщение его влагой, уменьшение поверхности, по которой может идти испарение или вытекание воды - критично. В приведенной конструкции бетон открыт в атмосферу, он быстро теряет влагу. Соответственно, результирующая прочность бетона будет ниже нормативной.

В общем, и на 2 этажа я бы не прозаложился...

Возможность строить параллельно 2 стены открывает перед нами следующий вариант по строительству многоэтажных зданий. Сперва мы печатаем 2 простенка, затем заливаем внутрь нормальный бетон. У нас получается нечто вроде несъемной опалубки, которую печатает 3Д-принтер. Однако есть ограничение. При падении с высоты на поверхность нормальный бетонный раствор разделяется на фракции (цепент просто отлетает от заполнителя), и чем больше эта высота - тем разделение сильнее. Именно потому высокие бетонные колонны не бетонируют в один заход, всегда идут слоями. Кроме того, при бетонировании высоких участков рукав бетоновода опускают как можно дальше вниз, именно для того, чтобы уберечь состав. Потому, думается мне, впечатывание в конструкцию дома специальных участков под несущие колонны, например - будет требовать отдельных рассчетов, как по способности напечатанной "шкурки" противостоять внутреннему давлению залитого несущего бетонного раствора, так и по параметрам заливки. Кроме того, при заливке несущей колонны в тело напечатанной стены потребуется прерывать стройку на сутки для первоначального отвердения колонны, из-за чего падает темп строительства.

И да, залитую колонну надо еще провибрировать... Ёпта!

Возможность оперативной заливки простенка при создании несущей колонны, как мне кажется, можно исключить. Во-первых, преимущество 3Д-печати - скорость. Если мы выгоняем 1 этаж за сутки, сутки он должен стоять перед бетонированием, чтобы набрать прочность, затем заливка, еще сутки отстоя - и только потом печать идет дальше. Сама скорость создания простенков мешает нам нормально осуществлять бетонирование несущих элементов "на лету", у нас еще напечсатанная область не застыла, понимаете?. Кроме того, несущие элементы неплохо бы заармировать, и тут мы сталкиваемся с большой проблемой.

Требования по перевязке арматуры в бетонном теле - минимум 10 диаметров - требуют, чтобы из залитого обычным бетоном несущего тела торчали арматурные выпуски. Значит, нам нужно так переделать наш 3Д-принтер, чтобы он умел обходить арматуру...

Йоптель-моптель!

В общем, мне кажется, что работа с 3Д-печатью на стройке требует основательной работы по созданию новых материалов. Которые обладают пластичностью цементного раствора, которые быстро твердеют, будучи уложенными на место, которые позволяют укладку малыми порциями без потери несущих свойств, которые обладают крайне малой усадкой в процессе отвердения, и при этом еще и дешево стоят... Бетон только потому хорошо пошел в строительстве, что, пока он твердеет, он поддерживается опалубкой, а затем ему уже все пофиг. В технологиях 3Д-печати нет опалубки, соответственно, к отвердению печатных смесей стоят особые требования, и пока что эти вопросы не решены. Кроме того, как конструкция зданий, так и конструкция отдельных элементов зданий создаются исходя из сочетания различных свойств различных элементов. Колонны и балки, реализующие несущую функцию, сочетаются с простенками из гипсоплит или кирпича, обеспечивающими как диагональную перевязку (кирпич), так и утепление. Возможность сочетать в одной конструкции элементы с акцентированнными качествами позволяет при тех же материалах создавать большие по размерам конструкции (здания), понимаете? Однородность качеств используемой печатной смеси, плюс невозможность скомпоновать ее - на текущем уровне развития - с возможностями полноценного армирования, плюс изначальный ущерб для качества бетонного тела, накладываемый большой площадью контакта с окружающей средой и отсутствием вибрационной обработки, с моей точки зрения, очень сильно ограничивает перспективы того, что мы видим на рекламных роликах.

Идея поставить один принтер и сразу напечатать небоскреб пока что, и очень долго еще - будет просто красивой мечтой...
Tags: Мысли дилетанта, Се ля ви..., Тонкое жизненное
Subscribe

  • Ну вот...

    Нестареющая классика... Цифры конечно, невысокие. По сравнению с 90+% от результатов испытаний Модерн, Пфайзеров, Спутников и т.д. - кажутся…

  • Кстати...

    В контексте вот этого вот моего комментария... Любой лавинщик отдаст правую руку за БПЛА, который сможет оперативно отслеживать состояние…

  • Синемафилическое

    Посмотрел " Только не они". Объективно - ничем не хуже "Отряда самоубийц" или какого-нибудь "Человека-унитаза"... Уровень…

promo bigdrum february 17, 2019 22:31 6
Buy for 10 tokens
На мейл-ру пролетела очередная "желтая" новость, коих не счесть. Касательно контактов с инопланетянами. В силу чего, втыкая по причине небольшой эмоциональной раздолбанности, я вот тут вдруг решил взять и откомментировать это дело. Да, ребята! МЫ БУДЕМ ГОВОРИТЬ ОБ НЛО, ПРИШЕЛЬЦАХ…
  • Post a new comment

    Error

    Anonymous comments are disabled in this journal

    default userpic

    Your reply will be screened

    Your IP address will be recorded 

  • 2 comments