Кафедра СМИиК разрабатывает методики испытаний композитов для строительных 3D аддитивных технологий
Нынешний этап развития строительного материаловедения характеризуется определёнными инновационными процессами и тенденциями. Их общей направленностью и главной задачей учёных всего мира является повышение комфортности и безопасности искусственной среды обитания человека, её защита от целого комплекса деструктивных факторов природного и, особенно, техногенного характера. Производство новых строительных материалов, которые защищают человека - это назревшая необходимость.
Решение новых и сложных задач не возможно без инновационных инструментов, к числу которых, без сомнения, относятся 3D аддитивные технологии.
3D аддитивные технологии активно заявили о себе 15-20 лет назад как средство быстрого прототипирования на основе различных полимерных материалов. Развитие этих технологий дало дорогу в реальный мир компьютерным моделям объектов. Существенно расширился спектр применяемых материалов - от металлов до живых тканей, и сфера их применения.
В последнее время технология послойного создания конструкций на основе компьютерной модели без использования различных вспомогательных средств - форм, матриц и т.п., заинтересовала и стройиндустрию. Однако, анализ научных публикаций свидетельствует, что основные усилия учёных многих стран направлены на разработку и производство оборудования, систем управления. При этом в качестве расходных материалов применяются обыкновенные сырьевые строительные смеси, не специализированные для строительной печати. Такой подход позволяет получить быстрый результат для освещения в средствах массовой информации, но никак не приближает строительную печать к широкомасштабному внедрению в повседневную практику строительства.
В этой связи актуальнейшей задачей является разработка специальных композитов для строительных 3D аддитивных технологий позволяющих во всей полноте реализовать их потенциал. Новые композиты по экономической и технической эффективности, безопасности и долговечности должны превосходить применяемые ныне материалы.
В рамках работ по этому направлению в Белгородском государственном технологическом университете им. В.Г. Шухова разработаны специальные концепции создания подобных материалов, активно ведутся работы над их практической реализацией. В частности, разработано девять видов композиционных вяжущих на различных химико-технологических платформах, которые могут быть использованы для многоэтажного монолитного аддитивного строительства, строительства коттеджей и других объектов, причём как по технологии со съёмной, так и не съёмной опалубкой также печатаемой строительным принтером. Это позволяет получать композиты различных типов, свойства которых полностью адаптированы к особенностям решаемой задачи.
Ещё одним фактором тормозящим нормальное развитие аддитивных строительных технологий является отсутствие обоснованных методов оценки степени пригодности и эффективности смесей для строительной печати. Это делает практически невозможным дистанционное сравнение составов различных разработчиков, затрудняет разработку оборудования и нормативной документации, без которой невозможно полноценное промышленное производство.
Созданием новых методов и приборов для испытаний, основ нормативной базы аддитивного строительства активно занимаются учёные кафедры Строительного материаловедения, изделий и конструкций. При разработке приборов и методик основной целью ставится воспроизведение в процессе испытания тех же базовых воздействий, которые испытывает смесь при прохождении через экструдер строительного принтера, твердении в конструкции и т.п. Большое внимание уделяется стоимости и доступности оборудования, ведь потенциальные потребители - это представители малого бизнеса, осваивающие новое направление на свой страх и риск, за свои деньги. Помочь им - это долг настоящих учёных-исследователей.