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密歇根大学开发可以3D打印的新型水泥基复合材料

作者:杏耀娱乐来源:杏耀平台 日期:2019-03-03

早在公元前6500年,叙利亚南部和约旦北部的贝都因人就用混凝土进行施工。更有名的是,罗马人建造了斗兽场和万神殿等混凝土建筑。当时的混凝土由生石灰和火山灰制成,然后与浮石混合物混合。建筑混凝土的发展使罗马人能够探索无法用石头建造的建筑形式,这使得他们能够更快地建造,因为混凝土允许创建复杂的建筑形式,并消除了与石头建筑相关的采石和运输时间。他们的混凝土具有与现代波特兰水泥相同的抗压强度,但在中世纪失去了它的配方。这意味着它可以承受相同的重量。然而,由于没有加强,测量其拉开阻力的拉伸强度远小于此。

密歇根大学开发可以3D打印的新型水泥基复合材料

现代混凝土用其他材料加固以补偿其拉伸缺陷。增强混凝土的第一种方法是将钢引入湿混合物中,然后将其硬化到位。现在用于改善混凝土抗拉强度的其他材料是聚合物或附加复合材料的混合物,有或没有来自钢筋的额外支撑。这种类型的加固在建筑物可能受到应力和振动的区域尤为重要,例如易发生地震和地震活动的区域。

随着3D打印技术不断渗透到建筑行业,寻找完美的印刷混凝土变得越来越重要。目前,密歇根大学的一个研究小组正在推出一种材料,可以为建筑行业的未来带来希望。他们不是第一个创造完美可印刷建筑材料的团队,但是这个新的工程水泥基复合材料(ECC)存在一些关键差异,主要研究人员Daniel Soltan解释说:

“其他可印刷混凝土包括聚合物纤维,这是第一种可印刷的水泥基复合材料,具有应变硬化行为,具有超耐久的、自愈合和可弯曲/可拉伸性能。拉伸仅发生在传统混凝土开裂/破坏点以上的载荷下。可打印的ECC不仅可以在这些过大的负载下弯曲/伸展,而且还可以承受更大的负载,即使它被微裂纹也会形成“损坏”。

索尔坦获得博士学位。在大分子科学与工程领域,写了一篇论文,解释说他和他的团队有望在未来几个月在水泥杂志上发表混凝土复合材料。与此同时,在文章发表之前,3D Tigers必须等待有关材料及其工艺的所有细节,并且可以想象这种结构变化可以在当代建筑的实践中产生。Athe的着名建筑师兼评论家Matthew R. Dudzik简洁地表达了其潜力:“由于这种材料产生的额外强度,用于替代现有聚合物纤维的钢筋和所需水泥的普遍减少使得该产品无害尽管这些材料确实具有适合印刷性的特性,但ECC印刷工艺尚未完全理解。如果印刷ECC的过程允许它像3D打印项目一样容易,它将产生非规范的几何形状。这可能会对我们的构建环境产生巨大影响。鉴于ECC性能的改进以及数字时代的架构和设计可能性,这些材料今天很容易被概念化。

这将是衡量这种产品价值的真正标准:不仅仅是机械化人类可以做什么,而是创造以前不可能的形式的可能性。这是3D打印的“潜力”,也是其为创造世界做出贡献的基础。如果是这种情况,这可能只是新建筑词汇开发的开始,就像具体的第一个将对话从支柱和门槛转移到拱门和拱顶一样。

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