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长期以来,建筑渣土处理是施工企业面临的一个行业性难题。我国每年产生数量巨大的建筑垃圾,其中近10%是建筑渣土。而建筑行业公认的数据是,每产生1万吨建筑垃圾,至少需要1亩土地堆放。这意味着我国每年要拿出大量的土地用于堆放建筑渣土,且可能存在安全隐患。

中国二十二冶集团北京崇建公司作为全国优秀施工企业,贯彻新发展理念,坚持“科技兴企”战略,紧紧围绕施工生产实际展开研发创新。该企业聚焦每个建筑工地都会产生的大量建筑渣土,致力于废物综合利用研究,成立了绿色建筑智能化研究团队,向建设领域3d打印发起了冲击。

3d打印成型系统是研发的核心课题,难度也最大。硬件方面全部由研发人员自行绘制构件图,并经过无数次电脑模拟机械试验,把每一颗螺丝钉的运转情况都考虑进去;运动轨迹控制程序更是核心中的核心,为此,研发团队常常彻夜研究讨论。

2016年7月30日,绿色建筑智能化研发团队研发的“三角洲”型桌面3d打印机,打印出第一批笔筒、花瓶、风扇、摆件、固定件等作品,实现了“零的突破”。在初步掌握3d打印的工作原理和设计技术的基础上,研发团队趁热打铁加强技术攻关,以施工现场渣土为原材料,推进围墙、护栏、景观及安全警示牌等建筑制品的3d打印。

3d渣土打印技术的确神奇,只需轻轻一按鼠标,系统就自动上料、加水,并在渣土里加入建筑纤维,再加入特别研发的“无模剂”,渣土就开始搅拌起来。像和面一样,无模剂起到了黏结作用,渣土更容易成型且增加了强度。搅拌完毕后,渣土成了泥状,传送到电脑控制的机械臂喷嘴,随着轨道的精准制动,打印出工地所需的建筑制品。渣土3d打印机打出的成品材质硬,抗压能达到每平方厘米至少承重200公斤,完全可以满足有关应用需要。

2017年10月,北京崇建公司自主研制的我国首套3dscw“建筑渣土多功能3d打印系统”正式发布。该系统由自动送料模块、自动配料模块、自动输送模块、自动打印模块、动力牵引模块等五大模块构成,通过计算机中枢程序控制、全自动化建造,实现了高精尖技术与绿色施工的结合。作为一套可以移动的自动生产线,它集加工、制作、建造为一体,具有自动化程度高,操作便捷、高效和精准的优势,实现了建筑渣土的回收再利用。并且通过预制构件,在工地装配建造成建筑产品,建造速度快,受气候条件限制小,不仅节约了劳动力,还提高了建筑质量。

“我们算过一笔经济账,建筑渣土3d打印产生的效益非常可观。”北京崇建公司总经理赵亮告诉记者,过去工地的渣土处理是个花钱的事。运费要花钱,占用消纳场地要花钱,工地修建围挡的材料要花钱,硬化路面要花钱,而且还会产生尘土影响空气质量。现在有了“建筑渣土3d打印”技术,这些花钱的事都变成了赚钱的事。打印出的建筑制品自己工地用不了,还可以卖钱。以一个20万平米的住宅群体建筑为例,如果地下为二层,渣土量大约有15万立方米,即便渣土处理消纳只有5公里的运距,在北京市仅运输和消纳费用就达750万元。除此之外,从社会效益看还会减少100万元的粉尘处理费。同时,由于减少了渣土外运和围墙、路面材料回运,还会减少汽车尾气的排放,有利于雾霾防治。

据介绍,这项科技成果涉及的5项专利获得国家知识产权局授权。目前,“建筑渣土3d打印”技术已成为崇建公司的“撒手锏”,这家高科技企业的创新发展也步入快车道。

赵亮表示,未来,北京崇建公司将继续秉承前瞻性、引领性、双效性(效率和效益)、持续性“四性合一”,依托大数据、物联网、移动技术等,改变传统发展模式,积极投身“建筑渣土3d打印”系统的应用和推广,全面推进绿色施工技术,快速提高行业信息化技术和水平,将科技成果加快转化并应用到多领域。

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