完成单位:中建股份有限公司
获奖等级:集体一等奖
成果简介:
3D打印建造技术目前处于学科前沿,中建首次对3D打印建造进行了系统研究,取得了系列的研究成果。
1、主要创新点
⑴对 3D打印建造进行技术分类和技术评价,提出其发展趋势和技术路线
对国内外3D打印建造技术的发展现状进行了全面调研,明确了3D打印建造的概念和内涵。把3D打印建造分为混凝土类、砌体类、金属类、塑料类、其他类3D打印建造等类型,详细介绍了各类型3D打印建造的技术特点、研究进展和工程应用。对3D打印建造工业化生产、智慧化安装、打印设备多功能化、标准化发展发展趋势等进行了研究,使3D打印建造成为促进建筑产业现代化的加速器。
成果提出了3D打印建造基本延续传统方式、部分延续传统方式、完全突破传统方式三条技术路线。
⑵混凝土3D打印材料研发
利用复配的触变剂、调凝剂等外加剂,实现对水泥基建筑3D打印材料工作性能和凝结时间的控制的关键技术,满足建筑3D打印工艺对材料工作性和凝结时间、早期强度的要求。研发的打印材料具有强度高、性能好、成本低等优点。
⑶3D打印设备的研发
研发了打印头、大型3D打印设备和控制系统,开发了打印程序,实现异形建筑打印及挤出料宽和料高控制,实现常规尺寸的梁、柱、墙、板等建筑构件和小型房屋的3D打印。
⑷3D打印结构体系的研发
研发了基于3D打印技术的配筋砌体剪力墙、框架结构、异形柱框架结构以及无筋砌体结构体系,并提出了相应的设计方法,形成了成套的3D打印建造技术和验收标准,并在示范工程中成功应用。
2、社会经济效益
基于上述创新成果,项目组研发了3D打印材料、打印设备、设计方法、施工技术等3D打印建造成套技术,编写标准《3D打印钢筋混凝土结构技术规程》和《3D打印配筋砌体剪力墙结构技术规程》,图集《3D打印配筋砌体剪力墙结构构造图集》。获得软件著作权三项,发明专利授权和实用新型专利10余项;发表论文10余篇。研究成果在中建虹桥商业商务生态社区售楼处、浦东惠南民乐商业楼、3D打印建筑试验楼、未来办公室等工程项目中得到应用,经济和社会效益良好,拓宽了建筑技术发展的新方向,应用前景广阔,为我国建筑产业现代化发展提供了技术支撑。
专家评语:
该成果在国内首次对3D 打印建造进行了系统和全面的研究,对3D打印建造进行了技术分类和技术评价,提出了3D打印建造的发展趋势和技术路线,研发了3D打印材料、打印设备、设计方法、施工技术等3D打印建造成套技术,编制了三部标准和图集,取得了一系列具有自主知识产权的研究成果,并在大量工程中进行推广应用。研究成果具有新颖性、科学性、系统性,内容丰富、创新性强、应用前景好,可取得显著经济、社会和环境效益,对行业技术进步起到重大推动作用。