رفع چالش‌های بتن‌های پرینت سه بعدی با افزودنی حباب هوازا

به گزارش گروه دانشگاه خبرگزاری دانشجو، محمدرسول گیوکاشی دانش آموخته دانشگاه صنعتی امیرکبیر با راهنمایی و هدایت دکتر فرامرز مودی عضو هیات علمی دانشگاه، طرحی را با عنوان "ارزیابی دوام مخلوط بتن چاپ سه‌بعدی حاوی افزودنی حباب‌هوازا" را اجرایی کرد.

گیوکاشی در این باره گفت: علی رغم توسعه روش‌های صنعتی سازی در صنایع مختلف، صنعت ساخت و ساز همچنان تاحد زیادی به صورت سنتی پیش می‌رود و این در حالی است که این صنعت می‌تواند از مزایای فناوری‌های جدید بهره‌مند شود. از جمله جدیدترین فناوری‌ها در این صنعت، ساخت ساختمان‌ها و زیرساخت‌ها با روش پرینت سه بعدی است.

وی با بیان اینکه این فناوری با چالش‌های زیادی رو‌به‌رو است، یکی از این چالش‌ها را دوام بتن تولید شده با پرینتر سه بعدی در برابر عوامل محیطی و شرایط مخرب دانست و اظهار کرد: مطالعات قبلی محققان نشان داده است که آسیب این بتن‌ها در برابر یخبندان یک چالش است، لذا این پژوهش با هدف افزایش دوام بتن‌های پرینت سه بعدی، به بررسی اثر افزودنی حباب هوازا بر خواص مختلف آنها می‌پردازد.

این دانش آموخته دانشگاه صنعتی امیرکبیر خاطر نشان کرد: ما در این پژوهش به این نتیجه رسیدیم که در صورت استفاده از مقادیر بهینه‌ای از افزودنی حباب هوازا و طراحی مخلوط بتن، نه تنها امکان افزایش دوام بتن در برابر یخبندان را فراهم می‌کنیم، بلکه می‌توان با کاهش نفوذپذیری به بهبود دوام آن در برابر عوامل مخرب دیگر نیز کمک کند. علاوه بر اینکه این افزودنی میتواند به خواص تازه این مخلوط‌ها علی الخصوص رئولوژی، نیز کمک کند.

به گفته وی این موضوع می‌تواند منجربه افزایش عمر مفید سازه‌های ساخته شده با این روش ساخت و ساز شود و به گسترش استفاده از این تکنیک در صنعت کمک کند.

گیوکاشی با اشاره به جزئیات اجرای این طرح با بیان اینکه این پژوهش جز اولین مطالعات در زمینه بتن پرینت سه بعدی در دانشگاه بود، در گام اول لازم بود تا تجهیزات لازم تهیه شود، در گام بعد، دستیابی به طرح مخلوط مناسب یا بتن پرینت سه بعدی بود؛ چرا که امکان استفاده از هر نوع مخلوط بتنی در این پرینتر‌ها وجود ندارد و لازم است بسته به مشخصات دستگاه و مصالح و غیره، مخلوط بتنی مناسب را تهیه کرد.

وی اضافه کرد: مخلوط پرینت سه بعدی باید قابلیت پمپاژ را داشته و بعد از پرینت و قرارگیری لایه‌ها بر روی یکدیگر، شکل و ساختار خود را حفظ کرده و پایدار بماند. در گام سوم نیز درصد‌های مختلف افزودنی حباب هوازا با در نظر گرفتن ملاحظات قبلی، به مخلوط اضافه کردیم و نمونه‌های لازم برای انجام مطالعات تجربی ساخته شدند.

گیوکاشی تاکید کرد: با توجه به اینکه توسعه این فناوری به صورت گسترده در صنعت، نیازمند رفع چالش‌های پیشرو است، این پژوهش گامی هرچند اندک در آن مسیر برداشته است و بر این اساس چندین مقاله با توجه به نوآوری پژوهشی و جامعیت این تحقیق منتشر شد که از جمله آنها می‌توان به این موارد اشاره کرد:

Effect of pumping process on the properties of ۳D printed concrete containing air-entraining agent

در خصوص بررسی اثرات پمپاژ بر روی خواص بتن‌های پرینت سه بعدی حاوی افزودنی حباب هوازا

Effect of air entraining agent on hardened properties of ۳D printed concrete with emphasis on permeability and air void structure

در خصوص تاثیر افزودنی حباب هوازا بر خواص سخت شده از جمله نفوذپذیری و ساختار منافذ بتن‌های پرینت سه بعدی

Feasibility of construction of buildings with the ۳D printing concrete from different methods perspectives focusing on economic evaluation

مقایسه موردی تکنیک پرینت سه بعدی بتن با روش‌های سنتی ساخت و ساز از جنبه معیار‌های مختلف

Effects of Different Types of Fibers on Fresh and Hardened Properties of Cement and Geopolymer-Based ۳D Printed Mixtures: A Review

ارزیابی مروری بر تاثیر استفاده از الیاف مختلف در مخلوط‌های چاپ سه بعدی

Investigating Shrinkage and Mechanical Properties of ۳D Printed Concretes Under Different Curing Conditions

بررسی تاثیر روش‌های مختلف عمل آوری بر جمع شدگی و خواص مکانیکی بتن‌های پرینت سه بعدی

به گفته وی بررسی اثرات مختلف افزودنی حباب هوازا بر روی بتن پرینت سه بعدی، مقاومت بهتر در برابر آسیب یخبندان و کاهش نفوذپذیری و بهبود دوام بتن‌های پرینت سه بعدی از دستاورد‌های این مطالعات به شمار می‌رود.

مجری طرح خاطر نشان کرد: ارائه راهکار جدید برای افزایش دوام بتن پرینت سه‌بعدی، افزایش عمر مفید و کاهش هزینه‌های تعمیر و نگهداری سازه‌های ساخته شده بدین روش و حل چالش‌های پژوهشی و بومی‌سازی فناوری از مزایای این محصول دانست.