南洋理工大學研究用大量灰燼混合物進行建筑3D打印

來源：中國3D打印網(wǎng)

南洋理工大學的學生Biranchi Panda在最近發(fā)表的《用于數(shù)字混凝土建筑的高容量粉煤灰混合物的3D打印》中，探索了如何改進基于粉煤灰的地質(zhì)聚合物并將其用于建筑的3D打印�；炷�土是世界上使用最廣泛的材料之一，承包商現(xiàn)在可以從纖維增強，聚合物制成甚至自密實的材料中選擇多種選擇。使用SCC有許多好處，包括流動性，表面質(zhì)量，耐用性等。然而，復雜幾何形狀的制造仍然具有挑戰(zhàn)性，需要增加費用并需要更多的人力。

3D打印不僅受到建筑行業(yè)工業(yè)用戶的關注，而且作為一種比常規(guī)方法更快，更實惠，更通用的技術，它也迅速受到人們的關注。 3D打印系統(tǒng)通常包括：
1、物料混合罐
2、抽料系統(tǒng)
3、擠出系統(tǒng)，帶有帶噴嘴的打印頭
4、電子控制箱
5、安全系統(tǒng)

影響粉煤灰混凝土性能和性能的因素

地質(zhì)聚合物堿化的圖形模型

與計算機輔助設計（CAD）相比，建筑信息模型（BIM）具有更好的拓撲優(yōu)化，更多的設計機會，制造速度快以及能夠構(gòu)建可能不包含的項目的優(yōu)勢。這項技術還具有減少3D打印對環(huán)境的影響的潛力，這是另一個積極的好處，因為目前水泥產(chǎn)量占全球CO2產(chǎn)量的5％。目前，基于粉煤灰的可持續(xù)材料看上去非常有吸引力，因為它們可以比普通波特蘭水泥生產(chǎn)的二氧化碳排放量少80％，而且機械性能也更高。

眾所周知，觸變性是所有3D打印項目的重要特性之一。由于絮凝，PC具有固有的優(yōu)良觸變性，在存在任何異物（如FA，沙子，填料）的情況下，其膠體網(wǎng)絡會破裂，從而導致觸變性喪失。這樣的例子之一就是高粉煤灰（HVFA）材料，它不僅具有低觸變性，而且硬化速度慢。盡管具有可持續(xù)性，但較差的早期機械性能限制了其在3D打印項目中的應用�！�

a）D形打印機和（b）具有所有多余原材料的最終印刷部件

這個問題就是Biranchi Panda進當前研究方向，希望能改善HVFA粘合劑的可印刷性，并全面了解HVFA水泥和地質(zhì)聚合物。Panda考慮的第一步是創(chuàng)建可流動的擠出材料，以在整個過程中保持其形狀。使用3D打印時，該過程可以直接在建筑工地或?qū)㈩A制零件放在一起然后運輸進行組裝的其他位置進行。

細砂河粉用于制備砂漿，因為在新加坡很容易獲得。由Panda和研究小組準備的混合物可改善觸變性，因為它們可以測量抗壓，抗彎和抗張強度。還進行了微結(jié)構(gòu)分析。最終，粉煤灰水泥被認為是“可印刷的”。

法國XtreeE的3D混凝土印刷復雜自由形式模型示例

隨著3D打印成為主流，從辦公室和房屋的建造到大規(guī)模混凝土打印機的開發(fā)，建筑業(yè)受到了許多積極的影響。