В рамках деловой программы выставки «Мир Климата» пройдет XVI международный...


Новый цементный раствор для 3D-печати

Инженеры придумали, как превратить уязвимости цементного раствора в достоинства в экстремальных условиях пожаров и землетрясений. Исследователи университета Пердью разработали цементную пасту для 3D-принтеров, которая может стать ключевым компонентом для бетона или других смесей, используемых при строительстве сложных архитектурных сооружений.

Новый материал обладает инновационной особенностью – способностью увеличивать свои прочностные характеристики под воздействием давления. В будущем, эта технология может помочь уберечь здания от таких природных явлений как цунами, землетрясения, торнадо и другие.

Посредством трехмерной печати они придали цементной пасте ячеистую структуру наподобие панциря членистоногих, заимствовав у природы технологию защиты каркаса от повреждения при природных катаклизмах.

«В природе часто слабость используется в качестве стратегии выживания, – говорит профессор Джан Олек, – и мы использовали «умышленную уязвимость» материалов на основе цемента для повышения их прочности».

Экзоскелеты членистоногих имеют механизмы распространения и закрепления трещин, которые можно эмитировать при трехмерной печати. «Контролируемое разрушение» распределяется между отпечатанными слоями цементной пасты и делает опытный образец прочнее. Это можно сравнить с брикетом сухой лапши, сломать который значительно сложнее, чем одиночную макаронину.

Ученые сделали ставку на то, что до этого времени считалось дефектом при возведении сооружений из бетона — воздушные полости. До распространения 3D-принтеров они были серьёзной проблемой. Теперь же есть технологии, позволяющие точно работать со структурой материала, и распределение этих «дефектов» происходит по заданной программе. Расположив их в нужном порядке, разработчики создали сверхпрочные бетонные образования.

Также такая трехмерная печать позволила отказаться от производства дорогостоящих форм для отлива решетчатых фрагментов цементной пасты разной структуры и увеличила число вариаций их дизайна.

Различные варианты архитектуры трехмерной цементной сетки, например, «сота» или «Булиганд», обладают разными характеристиками при затвердевании, что предопределяет их использование в конструкциях, уязвимых к разным характерам повреждений.

Построение определенной структуры материалов является приоритетом не для всех инновационных разработок. Есть исследователи, которые совершенствуют методы печати. Например, в Сингапуре создали роботов, которые способны синхронно печатать бетонные конструкции. Их технология позволяет быстро создавать большие здания: мобильные принтеры начинают процесс строительства в разных местах и сходятся в одной точке.

 

econet.ru


12.10.2018