完成單位:中建股份有限公司
獲獎等級:集體一等獎
成果簡介:
3D打印建造技術目前處于學科前沿,中建首次對3D打印建造進行了系統研究,取得了系列的研究成果。
1、主要創新點
⑴對 3D打印建造進行技術分類和技術評價,提出其發展趨勢和技術路線
對國內外3D打印建造技術的發展現狀進行了全面調研,明確了3D打印建造的概念和內涵。把3D打印建造分為混凝土類、砌體類、金屬類、塑料類、其他類3D打印建造等類型,詳細介紹了各類型3D打印建造的技術特點、研究進展和工程應用。對3D打印建造工業化生產、智慧化安裝、打印設備多功能化、標準化發展發展趨勢等進行了研究,使3D打印建造成為促進建筑產業現代化的加速器。
成果提出了3D打印建造基本延續傳統方式、部分延續傳統方式、完全突破傳統方式三條技術路線。
⑵混凝土3D打印材料研發
利用復配的觸變劑、調凝劑等外加劑,實現對水泥基建筑3D打印材料工作性能和凝結時間的控制的關鍵技術,滿足建筑3D打印工藝對材料工作性和凝結時間、早期強度的要求。研發的打印材料具有強度高、性能好、成本低等優點。
⑶3D打印設備的研發
研發了打印頭、大型3D打印設備和控制系統,開發了打印程序,實現異形建筑打印及擠出料寬和料高控制,實現常規尺寸的梁、柱、墻、板等建筑構件和小型房屋的3D打印。
⑷3D打印結構體系的研發
研發了基于3D打印技術的配筋砌體剪力墻、框架結構、異形柱框架結構以及無筋砌體結構體系,并提出了相應的設計方法,形成了成套的3D打印建造技術和驗收標準,并在示范工程中成功應用。
2、社會經濟效益
基于上述創新成果,項目組研發了3D打印材料、打印設備、設計方法、施工技術等3D打印建造成套技術,編寫標準《3D打印鋼筋混凝土結構技術規程》和《3D打印配筋砌體剪力墻結構技術規程》,圖集《3D打印配筋砌體剪力墻結構構造圖集》。獲得軟件著作權三項,發明專利授權和實用新型專利10余項;發表論文10余篇。研究成果在中建虹橋商業商務生態社區售樓處、浦東惠南民樂商業樓、3D打印建筑試驗樓、未來辦公室等工程項目中得到應用,經濟和社會效益良好,拓寬了建筑技術發展的新方向,應用前景廣闊,為我國建筑產業現代化發展提供了技術支撐。
專家評語:
該成果在國內首次對3D 打印建造進行了系統和全面的研究,對3D打印建造進行了技術分類和技術評價,提出了3D打印建造的發展趨勢和技術路線,研發了3D打印材料、打印設備、設計方法、施工技術等3D打印建造成套技術,編制了三部標準和圖集,取得了一系列具有自主知識產權的研究成果,并在大量工程中進行推廣應用。研究成果具有新穎性、科學性、系統性,內容豐富、創新性強、應用前景好,可取得顯著經濟、社會和環境效益,對行業技術進步起到重大推動作用。