Naukowcy stworzyli pierwszą betonową ścianę drukowaną w 3D dla nowego projektu testowego National Highways.
Projekt będzie bardziej ekologiczny
Nowa konstrukcja została zainstalowana na autostradzie A30 w Kornwalii. Zawiera ona specjalne czujniki, które monitorują konstrukcję, co może pomóc w identyfikacji usterek w celu ułatwienia konserwacji.
Program jest wspólnym projektem Highways England, Uniwersytetu Cambridge i przemysłu.
Twierdzi się, że projekt będzie również bardziej ekologiczny. Konstrukcje ścian czołowych są zwykle wykonywane w ograniczonych kształtach z prefabrykowanego betonu, wymagającego deskowania i rozległego zbrojenia stalowego, ale nowy projekt nie ma zbrojenia stalowego. Ściana uzyskuje swoją wytrzymałość nie ze stali, ale z geometrii, a jej wydrukowanie zajmuje godzinę.
Headwall, ściana oporowa zbudowana na wlocie lub wylocie rur drenażowych lub przepustowych, jest instalowana w celu zmniejszenia erozji rury i otaczających ją obszarów spowodowanych przepływem wody. Została ona wydrukowana w Gloucestershire, w siedzibie zaawansowanej firmy inżynieryjnej Versarien, przy użyciu betonowej drukarki opartej na ramieniu robota.
Szereg czujników zostało wbudowanych w konstrukcję przez naukowców z Uniwersytetu Cambridge w celu zapewnienia danych dotyczących temperatury i ruchu.
Profesor Abir Al-Tabbaa z Wydziału Inżynierii Uniwersytetu Cambridge opracowuje nowe technologie czujników.
Jej zespół opracował również różne „inteligentne”, samonaprawiające się betony. Na potrzeby tego projektu dostarczyli czujniki do pomiaru temperatury podczas procesu drukowania.
Zmiany temperatury w różnych warstwach wydrukowanej w 3D ściany były stale monitorowane w celu wykrycia potencjalnych gorących punktów, gradientów termicznych lub anomalii. Dane dotyczące temperatury zostaną skorelowane z odpowiednim profilem termowizyjnym, aby zrozumieć zachowanie termiczne ściany wydrukowanej w 3D.
Powiedziała: „Ponieważ do drukowania 3D potrzebny jest niezwykle szybko wiążący cement, generuje on również ogromną ilość ciepła.
„Osadziliśmy nasze czujniki w ścianie, aby mierzyć temperaturę podczas budowy, a teraz otrzymujemy od nich dane, gdy ściana jest już na miejscu”.
Oprócz temperatury, czujniki mierzą wilgotność względną, ciśnienie, odkształcenie, oporność elektryczną i potencjał elektrochemiczny. Pomiary zapewniają cenny wgląd w niezawodność, solidność, dokładność i trwałość czujników.
System LiDAR został również wykorzystany do skanowania ściany podczas jej drukowania w celu utworzenia chmury punktów 3D i wygenerowania cyfrowego bliźniaka ściany.
Ten projekt będzie służył jako żywe laboratorium, generujące cenne dane przez cały okres jego eksploatacji” – powiedział Al-Tabbaa. „Dane z czujników i” cyfrowy bliźniak „pomogą specjalistom od infrastruktury lepiej zrozumieć, w jaki sposób można wykorzystać druk 3D i dostosować go do drukowania większych i bardziej złożonych materiałów na bazie cementu dla strategicznej sieci drogowej”.
Źródło: ITV