ПФР получило 3,2 миллиона долларов от Инженерного корпуса армии на исследование 3D-печати Ultra

Университет будет добиваться прогресса в строительстве зданий и логистике

Дэвид Друкер

7 декабря 2022 г., 14:44

ПФР получило грант в размере 3,2 миллиона долларов от Инженерного корпуса армии на исследование 3D-печати сверхвысокоэффективного бетона (UHPC). Инновационные исследования призваны помочь военнослужащим и специалистам отрасли создавать сверхпрочные, индивидуальные конструкции по требованию.

UHPC прочнее и долговечнее традиционного бетона. По прогнозам, этот материал станет очень важным для строительной отрасли в ближайшие годы, сказал Атород Азизинамини, директор по инфраструктурным исследованиям и инновациям Управления исследований и экономического развития и профессор гражданского строительства в Колледже инженерии и вычислительной техники ПФР.

«Просто оболочка из UHPC, обернутая вокруг конструкции, увеличивает ее общую прочность», — сказал Азизинамини, главный исследователь гранта. «Свойства UHPC позволяют нам делать конструкции меньше и легче. Это приводит к экономии энергии и уменьшению выбросов углекислого газа».

Еще одним важным преимуществом UHPC является то, что в него трудно проникнуть воде. Это важно, потому что если такое вещество, как соленая вода, проникнет через бетон здания и достигнет его арматурной стали, оно может вызвать коррозию.

«Идея получения действительно высококачественного бетона заключается в том, что вы увеличиваете время, необходимое хлориду в воде, чтобы проникнуть в бетон и достичь стали», — сказал Кингсли Лау, доцент кафедры гражданского и экологического строительства и соавтор. главный исследователь гранта.

С помощью 3D-печати UHPC теоретически можно создавать сложные конструкции по индивидуальному заказу, просто отправив файл на машину. Например, военнослужащие на местах могут распечатать опорные балки для мостов, а строитель в отдаленном районе может распечатать арматуру для здания. Все, что потребуется, — это материал UHPC, принтер и дизайн. Это был бы прорыв в логистике.

Проблема печати UHPC заключается в том, что каждый слой начинает затвердевать по мере укладки, подобно тому, как тротуар становится желеобразным перед тем, как затвердеть. Поскольку слои бетона укладываются друг на друга в печатном дизайне, на швах могут образовываться несоответствия.

Исследования ПФР будут сосредоточены на определении того, какой именно химический состав UHPC лучше всего предотвращает образование этих уязвимых швов. Профессора дадут рекомендации по трем типам 3D-печати: слоям печати, слоям напыления и новому экструзионному типу печати, который патентует ПФР. Наличие конкретного «списка ингредиентов» для UHPC также поможет учесть тот факт, что бетон часто производится на месте, и его химический состав может меняться от места к месту.

Грант был получен при поддержке членов Конгресса.

«Это важная инвестиция Армейского корпуса в Международный университет Флориды, которая поможет поддерживать нашу оборонную готовность, одновременно продвигая инновации и создавая рабочие места для нашей рабочей силы во Флориде», - сказал член палаты представителей США Марио Диас-Баларт, высокопоставленный член Транспортной организации. , Подкомитет по ассигнованиям на жилищное строительство и городское развитие Палаты представителей США.

Исследование проводится в то время, когда UHPC становится более доступным и практичным в использовании. По оценкам Азизинамини, кубический ярд материала продается менее чем за 10 процентов от цены, когда он был впервые коммерчески выпущен. Также разрабатываются технические условия на проектирование зданий вокруг UPHC. Исследование ПФР призвано открыть новую волну достижений в области этого нового строительного материала.

«Я так горжусь тем, что поддерживаю инновационные решения, которые разрабатывает ПФР, которые помогут обеспечить большую устойчивость наших береговых объектов», — сказала член палаты представителей США Дебби Вассерман Шульц, председатель подкомитета по военному строительству и делам ветеранов Комитета по ассигнованиям Палаты представителей.