長(zhǎng)期以來，建筑渣土處理是施工企業(yè)面臨的一個(gè)行業(yè)性難題。我國(guó)每年產(chǎn)生數(shù)量巨大的建筑垃圾，其中近10%是建筑渣土。而建筑行業(yè)公認(rèn)的數(shù)據(jù)是，每產(chǎn)生1萬噸建筑垃圾，至少需要1畝土地堆放。這意味著我國(guó)每年要拿出大量的土地用于堆放建筑渣土，且可能存在安全隱患。
中國(guó)二十二冶集團(tuán)北京崇建公司作為全國(guó)優(yōu)秀施工企業(yè)，貫徹新發(fā)展理念，堅(jiān)持“科技興企”戰(zhàn)略，緊緊圍繞施工生產(chǎn)實(shí)際展開研發(fā)創(chuàng)新。該企業(yè)聚焦每個(gè)建筑工地都會(huì)產(chǎn)生的大量建筑渣土，致力于廢物綜合利用研究，成立了綠色建筑智能化研究團(tuán)隊(duì)，向建設(shè)領(lǐng)域3D打印發(fā)起了沖擊。
3D打印成型系統(tǒng)是研發(fā)的核心課題，難度也最大。硬件方面全部由研發(fā)人員自行繪制構(gòu)件圖，并經(jīng)過無數(shù)次電腦模擬機(jī)械試驗(yàn)，把每一顆螺絲釘?shù)倪\(yùn)轉(zhuǎn)情況都考慮進(jìn)去;運(yùn)動(dòng)軌跡控制程序更是核心中的核心，為此，研發(fā)團(tuán)隊(duì)常常徹夜研究討論。
2016年7月30日，綠色建筑智能化研發(fā)團(tuán)隊(duì)研發(fā)的“三角洲”型桌面3D打印機(jī)，打印出第一批筆筒、花瓶、風(fēng)扇、擺件、固定件等作品，實(shí)現(xiàn)了“零的突破”。在初步掌握3D打印的工作原理和設(shè)計(jì)技術(shù)的基礎(chǔ)上，研發(fā)團(tuán)隊(duì)趁熱打鐵加強(qiáng)技術(shù)攻關(guān)，以施工現(xiàn)場(chǎng)渣土為原材料，推進(jìn)圍墻、護(hù)欄、景觀及安全警示牌等建筑制品的3D打印。
3D渣土打印技術(shù)的確神奇，只需輕輕一按鼠標(biāo)，系統(tǒng)就自動(dòng)上料、加水，并在渣土里加入建筑纖維，再加入特別研發(fā)的“無模劑”，渣土就開始攪拌起來。像和面一樣，無模劑起到了黏結(jié)作用，渣土更容易成型且增加了強(qiáng)度。攪拌完畢后，渣土成了泥狀，傳送到電腦控制的機(jī)械臂噴嘴，隨著軌道的精準(zhǔn)制動(dòng)，打印出工地所需的建筑制品。渣土3D打印機(jī)打出的成品材質(zhì)硬，抗壓能達(dá)到每平方厘米至少承重200公斤，完全可以滿足有關(guān)應(yīng)用需要。
2017年10月，北京崇建公司自主研制的我國(guó)首套3DSCW“建筑渣土多功能3D打印系統(tǒng)”正式發(fā)布。該系統(tǒng)由自動(dòng)送料模塊、自動(dòng)配料模塊、自動(dòng)輸送模塊、自動(dòng)打印模塊、動(dòng)力牽引模塊等五大模塊構(gòu)成，通過計(jì)算機(jī)中樞程序控制、全自動(dòng)化建造，實(shí)現(xiàn)了高精尖技術(shù)與綠色施工的結(jié)合。作為一套可以移動(dòng)的自動(dòng)生產(chǎn)線，它集加工、制作、建造為一體，具有自動(dòng)化程度高，操作便捷、高效和精準(zhǔn)的優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)了建筑渣土的回收再利用。并且通過預(yù)制構(gòu)件，在工地裝配建造成建筑產(chǎn)品，建造速度快，受氣候條件限制小，不僅節(jié)約了勞動(dòng)力，還提高了建筑質(zhì)量。
“我們算過一筆經(jīng)濟(jì)賬，建筑渣土3D打印產(chǎn)生的效益非?？捎^?！北本┏缃ü究偨?jīng)理趙亮告訴記者，過去工地的渣土處理是個(gè)花錢的事。運(yùn)費(fèi)要花錢，占用消納場(chǎng)地要花錢，工地修建圍擋的材料要花錢，硬化路面要花錢，而且還會(huì)產(chǎn)生塵土影響空氣質(zhì)量?，F(xiàn)在有了“建筑渣土3D打印”技術(shù)，這些花錢的事都變成了賺錢的事。打印出的建筑制品自己工地用不了，還可以賣錢。以一個(gè)20萬平米的住宅群體建筑為例，如果地下為二層，渣土量大約有15萬立方米，即便渣土處理消納只有5公里的運(yùn)距，在北京市僅運(yùn)輸和消納費(fèi)用就達(dá)750萬元。除此之外，從社會(huì)效益看還會(huì)減少100萬元的粉塵處理費(fèi)。同時(shí)，由于減少了渣土外運(yùn)和圍墻、路面材料回運(yùn)，還會(huì)減少汽車尾氣的排放，有利于霧霾防治。
據(jù)介紹，這項(xiàng)科技成果涉及的5項(xiàng)專利獲得國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局授權(quán)。目前，“建筑渣土3D打印”技術(shù)已成為崇建公司的“撒手锏”，這家高科技企業(yè)的創(chuàng)新發(fā)展也步入快車道。
趙亮表示，未來，北京崇建公司將繼續(xù)秉承前瞻性、引領(lǐng)性、雙效性(效率和效益)、持續(xù)性“四性合一”，依托大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)技術(shù)等，改變傳統(tǒng)發(fā)展模式，積極投身“建筑渣土3D打印”系統(tǒng)的應(yīng)用和推廣，全面推進(jìn)綠色施工技術(shù)，快速提高行業(yè)信息化技術(shù)和水平，將科技成果加快轉(zhuǎn)化并應(yīng)用到多領(lǐng)域。
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