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Bombeo de hormigón sin encofrado en impresión 3D

Posted On: 2018-01-25 11:57:07 ; Read: 468 time(s)

Impresión concreta en 3D en el sitio de construcción

Los investigadores de TU Dresden están desarrollando un método de construcción para aplicar concreto fresco sin encofrado utilizando tecnología de impresión 3D, no solo en el laboratorio, sino también en el futuro directamente en el sitio de construcción.

Proyecto de investigación: CONPrint 3D - estudios de viabilidad sobre métodos de construcción continuos y sin encofrado mediante la conformación en 3D del hormigón fresco 
. Líder del proyecto: Prof. Dr.-Ing. Viktor Mechtcherine, Instituto de Materiales de Construcción, TU Dresden; Prof. Dr.-Ing. Günther Kunze, presidente de maquinaria de construcción, TU Dresden; Prof. Dr.-Ing. Rainer Schach, Instituto de Gestión de la Construcción, TU Dresden 
Financiación: Forschungsinitiative Zukunft Bau

El concreto no es lo mismo que el concreto. El material puede ser fabricado y utilizado en una amplia variedad de composiciones de materiales y técnicas de procesamiento. Los científicos de la TU Dresden en torno al Prof. Viktor Mechtcherine están trabajando en una nueva propiedad del hormigón: la capacidad de impresión. Un equipo de investigación del Instituto de Materiales de Construcción, el Departamento de Equipamiento de Construcción y el Instituto de Ingeniería de Construcción buscan la composición de materiales perfecta para hacer concreto adecuado para impresión 3D, continúan desarrollando el cabezal de impresión correcto e intentan llevar la tecnología del laboratorio al sitio de construcción. ,

La impresión de hormigón es actualmente objeto de una gran cantidad de proyectos de investigación en todo el mundo. »El primer intento de impresión concreta en 3D fue realizado por el proyecto Contour Crafting de EE. UU. Originalmente fue desarrollado para explorar posibles técnicas de construcción para las técnicas de construcción de la luna. En la Tierra, el 

proyecto realmente ha llegado razonablemente bien. Hay buenos proyectos de demostración que demuestran que la tecnología funciona. Sin embargo, el problema es la impresora, que debería ser más grande que el componente en sí ", explica Viktor Mechtcherine. Mientras tanto, la tecnología se está desarrollando rápidamente. La industria también ve un gran potencial, sobre todo las empresas chinas, que ya pueden presumir de algunos edificios de hormigón impresos realizados. Incluso si estos primeros prototipos causaron un gran revuelo en todo el mundo, por lo que la aplicación de la tecnología no es apta para masa. El equipo de TU Dresden ve un gran potencial, especialmente en términos de construcción sólida de hormigón, con el fin de ahorrar recursos y costos. "Como ejemplo, tomamos una casa unifamiliar. De acuerdo con nuestros cálculos, podríamos imprimir esto en 10 horas. Convencionalmente, en mampostería, tres trabajadores necesitarían seis días para hacerlo. Habría un potencial de ahorro de aproximadamente el 30%. « Convencionalmente, en mampostería, tres trabajadores necesitarían seis días para hacerlo. Habría un potencial de ahorro de aproximadamente el 30%. « Convencionalmente, en mampostería, tres trabajadores necesitarían seis días para hacerlo. Habría un potencial de ahorro de aproximadamente el 30%. «

El proceso de construcción previamente acostumbrado para el concreto premezclado requiere un gran esfuerzo para el encofrado necesario, tanto temporal como financieramente y en lo que respecta al consumo material de las materias primas madera o plástico. Todos los aspectos podrían eliminarse u optimizarse mediante la impresión 3D. »En el futuro, queremos construir sin encofrado, es decir, más eficiente, más rápido, más económico y respetuoso con los recursos. Pero hay más potencial en el proyecto: estamos cerrando un círculo. En el futuro, ya no estaremos en el sitio de construcción con planes 2D. Nuestro futuro se ve diferente. Queremos que la gran cantidad de datos BIM y CAD existentes se usen realmente en producción, es decir, queremos pasar de la planificación digital al siguiente paso en la producción digital. Tendríamos la oportunidad

En el marco del proyecto de investigación CONPrint3D , deberían crearse las bases para la introducción de un nuevo proceso de construcción. Impresión concreta en 3D, ya no en condiciones de laboratorio, sino de acuerdo con los 

estándares de construcción actuales y trabajando con los equipos de construcción disponibles. En este contexto, los tres institutos han unido fuerzas con empresas industriales de las áreas de productos químicos para la construcción, maquinaria de construcción, fabricantes de cemento y empresas de construcción. »El proyecto es construir sobre máquinas de construcción existentes. Las bombas de hormigón móviles, que ya permiten una guía precisa, podrían mejorarse en su rendimiento. Debemos continuar desarrollando materiales especiales e ingeniería de procesos de diseño. «

Esto dio lugar a las preguntas que se abordaron durante el estudio de viabilidad del proyecto. El Instituto de Materiales de Construcción se ocupa del diseño del material y desarrolla composiciones de hormigón adecuadas de un hormigón fresco de curado más rápido con propiedades óptimas para la impresión 3D. Estas mezclas se caracterizan por una buena capacidad de bombeo, larga retención de consistencia, alta tixotropía y solidificación rápida. El nuevo material, con todas sus propiedades, debe ser comparable a los hormigones convencionales y aún tener todos los aspectos de la capacidad de impresión, un nuevo término para la construcción de hormigón. Los científicos de maquinaria de construcción son responsables del desarrollo de un cabezal de impresión adecuado y de su guía automática a través de robótica a gran escala. Hasta ahora no hay una técnica que permite la aplicación del hormigón a mayor escala. Las pruebas de laboratorio ahora deben transferirse a la escala de construcción sólida y al espesor real de la pared. El Instituto de Gestión de Edificios aborda el marco legal y económico para el uso de esta nueva tecnología y el procesamiento de datos de ingeniería estructural.

El procedimiento actualmente seleccionado para la configuración experimental se desarrolló sobre la base de la extrusión, lo que significa que una capa se coloca encima de la otra. Todavía no es posible imprimir geometrías complejas, pero fue importante para los científicos primero comprobar las propiedades del material, como la unión entre las capas individuales, la estabilidad de los componentes, la resistencia a la compresión, la resistencia a la tracción y la resistencia a la flexión de los componentes resultantes. La conclusión es: el material es absolutamente comparable a un molde de hormigón en el encofrado. En proyectos de investigación adicionales, además del material de grano fino utilizado actualmente, un hormigón con un tamaño de grano grueso debe imprimirse. También sería concebible el hormigón con gradiente o el hormigón celular. O la integración de funciones adicionales como refuerzo o aislamiento. "Todavía vemos un gran potencial aquí",

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