رفع چالش‌های بتن‌های پرینت سه بعدی با افزودنی حباب هوازا

با توجه به اینکه بتن‌های پرینت سه بُعدی به دلیل ساختار لایه به لایه خود می‌توانند در برابر عوامل محیطی دچار آسیب شوند، محققان دانشگاه صنعتی امیرکبیر با بهره گیری از افزودنی حباب هوازا راهکاری را برای رفع برخی از چالش‌های استفاده از مخلوط بتنی پرینترهای سه بعدی معرفی کردند.

کد خبر: ۸۱۴۴۱۳

تاریخ: ۰۸ تير ۱۴۰۴ - ۰۹:۰۹

به گزارش روز یکشنبه ایران اکونومیست از روابط عمومی دانشگاه صنعتی امیرکبیر، محمدرسول گیوکاشی دانش آموخته دانشگاه صنعتی امیرکبیر با راهنمایی و هدایت فرامرز مودی عضو هیات علمی دانشگاه، طرحی را با عنوان "ارزیابی دوام مخلوط‌ بتن چاپ سه‌بعدی حاوی افزودنی حباب‌هوازا" اجرایی کرد.

گیوکاشی در این باره گفت: با وجود توسعه روش های صنعتی سازی در صنایع مختلف، صنعت ساخت و ساز همچنان تا حد زیادی به صورت سنتی پیش می رود و این در حالی است که این صنعت می تواند از مزایای فناوری های جدید بهره مند شود. از جمله جدیدترین فناوری‌ها در این صنعت، ساخت ساختمان‌ها و زیرساخت‌ها با روش پرینت سه بعدی است.

وی با بیان اینکه این فناوری با چالش‌های زیادی روبرو است، یکی از این چالش‌ها را دوام بتن تولید شده با پرینتر سه بعدی در برابر عوامل محیطی و شرایط مخرب دانست و اظهار کرد: مطالعات قبلی محققان نشان داده است که آسیب این بتن‌ها در برابر یخبندان یک چالش است، لذا این پژوهش با هدف افزایش دوام بتن‌های پرینت سه بعدی، به بررسی اثر افزودنی حباب هوازا بر خواص مختلف آنها می‌پردازد.

این دانش آموخته دانشگاه صنعتی امیرکبیر خاطر نشان کرد: ما در این پژوهش به این نتیجه رسیدیم که در صورت استفاده از مقادیر بهینه‌ای از افزودنی حباب هوازا و طراحی مخلوط بتن، نه تنها امکان افزایش دوام بتن در برابر یخبندان را فراهم می کنیم، بلکه می‌توان با کاهش نفوذپذیری به بهبود دوام آن در برابر عوامل مخرب دیگر نیز کمک کند. علاوه بر اینکه این افزودنی می تواند به خواص تازه این مخلوط‌ها به ویژه رئولوژی، نیز کمک کند.

به گفته وی این موضوع می‌تواند منجربه افزایش عمر مفید سازه‌های ساخته شده با این روش ساخت و ساز شود و به گسترش استفاده از این تکنیک در صنعت کمک کند.

گیوکاشی با اشاره به جزئیات اجرای این طرح با بیان اینکه این پژوهش جزو اولین مطالعات در زمینه بتن پرینت سه بعدی در دانشگاه بود، در گام اول لازم بود تا تجهیزات لازم تهیه شود، در گام بعد، دستیابی به طرح مخلوط مناسب یا بتن پرینت سه بعدی بود؛ چرا که امکان استفاده از هر نوع مخلوط بتنی در این پرینترها وجود ندارد و لازم است بسته به مشخصات دستگاه و مصالح ، مخلوط بتنی مناسب را تهیه کرد.

وی اضافه کرد: مخلوط پرینت سه بعدی باید قابلیت پمپاژ را داشته و بعد از پرینت و قرارگیری لایه‌ها بر روی یکدیگر، شکل و ساختار خود را حفظ کرده و پایدار بماند. در گام سوم نیز درصدهای مختلف افزودنی حباب هوازا با در نظر گرفتن ملاحظات قبلی، به مخلوط اضافه کردیم و نمونه های لازم برای انجام مطالعات تجربی ساخته شدند.

گیوکاشی تاکید کرد: با توجه به اینکه توسعه این فناوری به صورت گسترده در صنعت، نیازمند رفع چالش های پیشرو است، این پژوهش گامی هرچند اندک در آن مسیر برداشته است و بر این اساس چندین مقاله با توجه به نوآوری پژوهشی و جامعیت این تحقیق منتشر شد که از جمله آنها می توان به این موارد اشاره کرد:

Effect of pumping process on the properties of 3D printed concrete containing air-entraining agent
در خصوص بررسی اثرات پمپاژ بر روی خواص بتن های پرینت سه بعدی حاوی افزودنی حباب هوازا

Effect of air entraining agent on hardened properties of 3D printed concrete with emphasis on permeability and air void structure
در خصوص تاثیر افزودنی حباب هوازا بر خواص سخت شده از جمله نفوذپذیری و ساختار منافذ بتن های پرینت سه بعدی

Feasibility of construction of buildings with the 3D printing concrete from different methods perspectives focusing on economic evaluation
مقایسه موردی تکنیک پرینت سه بعدی بتن با روش های سنتی ساخت و ساز از جنبه معیارهای مختلف

Effects of Different Types of Fibers on Fresh and Hardened Properties of Cement and Geopolymer-Based 3D Printed Mixtures: A Review
ارزیابی مروری بر تاثیر استفاده از الیاف مختلف در مخلوط های چاپ سه بعدی

Investigating Shrinkage and Mechanical Properties of 3D Printed Concretes Under Different Curing Conditions
بررسی تاثیر روش های مختلف عمل آوری بر جمع شدگی و خواص مکانیکی بتن های پرینت سه بعدی

به گفته وی بررسی اثرات مختلف افزودنی حباب هوازا روی بتن پرینت سه بعدی، مقاومت بهتر در برابر آسیب یخبندان و کاهش نفوذپذیری و بهبود دوام بتن های پرینت سه بعدی از دستاوردهای این مطالعات به شمار می رود.

مجری طرح خاطر نشان کرد: ارائه راهکار جدید برای افزایش دوام بتن پرینت سه‌بعدی، افزایش عمر مفید و کاهش هزینه‌های تعمیر و نگهداری سازه‌های ساخته شده بدین روش و حل چالش های پژوهشی و بومی‌سازی فناوری از مزایای این محصول است.