超高強(qiáng)度混凝土和沙子3D打印的組合，用于創(chuàng)意建筑

增材制造幾乎每天都在為建筑領(lǐng)域開(kāi)辟全新的設(shè)計(jì)可能性和前所未有的應(yīng)用領(lǐng)域。例如，該技術(shù)與超高強(qiáng)度混凝土（UHFB）等新材料的結(jié)合，也被稱(chēng)為 “超高性能混凝土”（UHPC），實(shí)現(xiàn)了廣泛的設(shè)計(jì)可能性，如生產(chǎn)極薄的部件和鏡面光滑或絲狀表面。

超高性能混凝土（UHCP）--未來(lái)的混凝土

縮寫(xiě)UHPC是指 “超高性能混凝土”。這個(gè)術(shù)語(yǔ)是指具有特別高的密度和強(qiáng)度的混凝土類(lèi)型。要屬于這個(gè)類(lèi)別，混凝土混合物必須滿足各種特征。例如，通常區(qū)別于普通混凝土的極限，沒(méi)有標(biāo)準(zhǔn)的定義，是抗壓強(qiáng)度超過(guò)150N/mm2，水灰比（w/c比）低于0.25kg/cm3。水灰比描述了水的質(zhì)量和混凝土的質(zhì)量之間的比率。在德語(yǔ)區(qū)，UHCP這個(gè)詞已經(jīng)很普遍了，就像超高性能混凝土（UHFB）這個(gè)翻譯一樣。UHCP混凝土具有特殊的性能，特別是在其表面方面。由于添加了細(xì)料，UHCP的特點(diǎn)是表面無(wú)孔，因此更能抵抗環(huán)境的影響。由于其強(qiáng)度高，這種建筑材料特別適合于花絲狀建筑。

借助增材制造的創(chuàng)意混凝土建筑

巴黎EZCT建筑與設(shè)計(jì)研究工作室的建筑師菲利普-莫雷爾是第一批使用3D打印機(jī)的砂模進(jìn)行超高強(qiáng)度混凝土研究的先驅(qū)者之一。

在2014年奧爾良FRAC中心的建筑展上，為了一個(gè)壯觀的UHPC展品，voxeljet總共打印了130個(gè)用于混凝土澆注的半成品砂模。為了達(dá)到最精細(xì)的混凝土結(jié)構(gòu)，在印刷之后，模具的兩半都浸透了環(huán)氧樹(shù)脂，然后再進(jìn)行膠合。之后，用超高強(qiáng)度混凝土澆筑和各個(gè)部件的組裝被提上日程。

我們所需要的是一個(gè)快速和具有成本效益的過(guò)程，以生產(chǎn)用于UHPC鑄造的模具。目前，在快速Voxeljet機(jī)器上3D打印砂模是我們研究工作的唯一經(jīng)濟(jì)選擇。

菲利普-莫雷爾，建筑師EZCT建筑與設(shè)計(jì)研究工作室

為了展示復(fù)雜的結(jié)構(gòu)是如何由UHPC創(chuàng)造出來(lái)的，Philippe Morel只是部分拆除了部件上的3D打印砂模。作為這種制造方法的未來(lái)替代方案，菲利普-莫雷爾認(rèn)為只有用高強(qiáng)度混凝土直接3D打印部件，而不需要通過(guò)砂模進(jìn)行分流。但混合方法仍然是可以想象的，而且也被廣泛使用。用于混凝土澆注的大型模板元件的3D打印。