«Приоритет 2030»: В Московском Политехе создают экологичные материалы для строительной 3D-печати

В Московском Политехе ведут разработку экологичных композиционных материалов для строительной 3D-печати с повышенной долговечностью в различных климатических условиях. Проект реализуется при поддержке гранта конкурса имени П.Л. Капицы Московского Политеха в рамках федеральной программы «Приоритет 2030».

Технология строительной 3D-печати позволяет «выращивать» дом послойно из бетонной смеси по цифровой модели — без опалубки и с минимальным участием рабочих на площадке. Здесь работает специальный робот-принтер, только из сопла этого принтера, которое движется по траектории в соответствии с 3D-моделью, выдавливается специальный строительный раствор, который формирует стены и перегородки здания слой за слоем. Это сокращает сроки строительства с месяцев до дней, уменьшает количество строительных отходов и позволяет возводить сложные по форме объекты и архитектурные формы. 

Специфика развития этой технологии в России в том, что печатать конструкции приходится в абсолютно разных климатических условиях — от арктических морозов на Севере до засушливой жары в южных регионах. Для одних объектов будет критически важна повышенная морозостойкость и сопротивление солевым реагентам, для других — стойкость к перегреву в процессе укладки. В проекте Московского Политеха материалы изначально «заточены» под разные климатические зоны России: планируется адаптация составов за счет использования альтернативных вяжущих — глиноземистых цементов, геополимеров, магнезиальных и комбинированных вяжущих.

Исследование ведет кандидат технических наук Иван Корчунов, специалист в области химической технологии композиционных и вяжущих материалов. Ключевая задача проекта — создание материалов с пониженным содержанием цемента, достигаемого за счет использования добавок техногенного происхождения, пригодных для аддитивного строительного производства (строительной 3D-печати), при условии обеспечения требуемых строительно-технических и физико-механических характеристик проектируемых изделий. 

«Состав бетона для строительной 3D-печати отличается от классического бетона. Тут нет крупного заполнителя, отсутствует арматурный каркас, а содержание цемента повышено для обеспечения реологических свойств смеси. Актуальной задачей технологов является компенсация усадочных трещин, вызванных повышенным содержанием цемента, а также изучение вопроса долговечности получаемых конструкций. Именно этот пробел мы стремимся восполнить и уже разрабатываем вяжущие материалы со специальными свойствами и пониженным содержанием цемента. Изучаем способы переработки и улучшения свойств вторичного сырья для эффективного использования в аддитивном строительстве. В качестве альтернативы цементу нами используется тонкомолотая фракция дробленого бетонолома, золы, шлаки и др. техногенные материалы. На сегодня уже подобраны некоторые составы на основе магнезиального и композиционного вяжущего, которое существенно отличается по свойствам от классического цемента. Сейчас мы ведем работу над приобретением собственного 3D-принтера, после чего, надеюсь, начнем печатать уже настоящие изделия с использованием своих наработок», — рассказал Иван Корчунов.