媒体报道
科技日报：新技术为混凝土3D打印建筑“强筋健骨”
来源：《科技日报》、水泥新材院 宣布时间：2025-02-20媒体聚焦
近年来，ng28南宫总院在3D打印领域接连取得立异结果 。在2024年举行的第49届日内瓦国际发明展上，团队自主研发的“基于3D打印混凝土的自动纵向配筋技术”获得金奖 。2月13日，《科技日报》宣布专题文章《新技术为3D打印建筑“强筋健骨”》，随着小料来了解一下他们的立异故事吧~
原文内容如下
新技术为3D打印建筑“强筋健骨”
ng28南宫总院
在中国建筑质料科学研究总院有限公司（以下简称“ng28南宫总院”）混凝土科学与工程研究所混凝土3D打印技术中心门前，竖立着一个名为“对话”的混凝土雕塑作品 。它由混凝土3D打印技术制作而成，融合了中国古板酒器——爵和现代高脚酒杯两种形象 。设计者这样解释其内涵：“以旧混凝土为体，融3D新技，水泥这种有200多年历史的建筑质料焕发了新生机 。”
近年来，ng28南宫总院在3D打印领域接连取得立异结果 。在2024年举行的第49届日内瓦国际发明展上，ng28南宫总院团队自主研发的“基于3D打印混凝土的自动纵向配筋技术”获得金奖 。
突破纵向配筋技术
近年来，随着绿色化、自动化成为建筑行业重要生长趋势，混凝土3D打印技术也成为备受追捧的新型建筑技术 。
混凝土3D打印技术的两大优势是自动化和个性化 。在自动化施工方面，混凝土3D打印技术不需要使用过多人力资源，只需借助机械和混凝土质料，便可凭据预先设计好的计划进行自动化施工，大大减少作业人员，提升施工宁静性 。在个性化方面，3D打印也被称为“柔性铸造”技术，借助高自由度、高灵活性的机械和质料，其不但能够实现无模成型，还具有高精度等优势，尤其适合建造部分造型奇特的小型建筑物 。
虽然混凝土3D打印技术潜力巨大，但在大型建筑的推广应用历程中，“软骨病”是其面临的一浩劫题 。“大型混凝土建筑，想要扛得住、立得牢，通常要在混凝土里植入钢筋，让建筑有‘筋骨’ 。”ng28南宫总院混凝土科学与工程研究所所长王振地说，如果凭据古板配筋技术，在混凝土中直接插入钢筋，钢筋柱便会阻碍3D打印头的运动，使其无法凭据原有设计路线进行打印 。要想在混凝土3D打印技术中实现自动配筋很困难，这也是国际上普遍面临的一个难题 。
为了破解“软骨病”难题，作为海内较早开展混凝土3D打印技术研究的单位之一，ng28南宫总院混凝土科学与工程研究所研究团队深入开展技术攻关，在混凝土3D打印层间纵向配筋技术上取得突破 。
“外洋此前的自动配筋技术，多是平行于打印界面的层间横向配筋技术，就像是把钢筋‘躺着’放了进去，这种配筋方法关于建筑物笔直偏向的力学性能险些没有改变 。研究团队开发的层间纵向配筋技术，则是将钢筋‘立着’插入混凝土中，显著增强了混凝土3D打印建筑的抗拉伸和抗剪切能力 。”王振地介绍，瞄准层间纵向自动配筋技术，团队研发出一整套自动配筋要领和配套设备 。
这套设备包括打印装置和配筋装置 。在打印装置正常挤出混凝土质料的同时，配筋装置将钢筋切短，并可以凭据差别建筑的具体结构需求，将短钢筋加工成n形 。随后，配筋装置将加工好的钢筋插入挤出的混凝土界面中，包管至少穿透两层 。这两个装置同时独立运行，有效制止了古板手工配筋对打印头行进的阻碍，大大提高了混凝土3D打印配筋效率 。
实验结果显示，使用该技术的混凝土3D打印建筑的力学性能有了显著提高，抗弯强度提高了275%，为混凝土3D打印技术大规模推广应用涤讪了良好基础 。
标准体系仍待完善
随着自动配筋技术、可打印混凝土质料、强度评价要领等不绝完善，混凝土3D打印技术不绝拓展新应用场景 。例如，深圳国际会展中心四周坐落着全国首个3D打印景观广场，其中的景观建筑物均接纳混凝土3D打印方法制造 。
王振地认为，目今，混凝土3D打印技术并非一定要用来盖屋子 。其当下有越发合适的应用场景，如可以用于园林景观、游乐园卡通人物造型等个性化雕塑或建筑物 。他也坦言，混凝土3D打印技术仍然是新事物，在设计标准、评价标准、验收标准等方面仍然保存不少空白，在推广中面临一定阻碍 。
目前，ng28南宫总院等单位正逐步推动混凝土3D打印标准评价体系不绝完善，行业和协会团体标准的立项数量正逐步增加 。例如，针对古板直拉和三点弯曲要领在评价3D打印混凝土界面结合强度时保存的难题，王振地团队提出了革新型“十字交叉法” 。这一要领使施加的压应力在界面处变为拉应力，解决了3D打印混凝土界面结合强度评价难题，被纳入为我国建材行业标准，为行业生长作出了孝敬 。
王振地呼吁更多科研单位、专家学者等加入到混凝土3D打印相关标准的研究制定中，为行业生长涤讪技术基础 。
