Быстро, качественно, экономично: ученые СКФУ совершенствуют технологию печати домов из бетона

Ученые Северо-Кавказского федерального университета совершенствуют аддитивные технологии в строительстве одно- и многоэтажных домов на основе 3D-принтера. Инновационные предложения разработчики делают в направлении составов смесей.

Напомним, в августе 2022 года СКФУ совместно с индустриальным партнером основал Научно-образовательный центр (НОЦ) аддитивных технологий. Эти технологии позволяют создавать детали и даже целые дома слой за слоем на принтере. Работа ведется в сотрудничестве со ставропольским заводом инновационного строительного оборудования «СмартБилд».

Ученые и разработчики создали состав бетонных смесей, используемых для 3D-принтера и реализовали технологию моделирования и строительства одно- и двухэтажных зданий. На следующем этапе ученые предполагают совершенствовать состав бетонных смесей как в направлении экологичности, так и в направлении повышения морозоустойчивости и теплостойкости.

– Аддитивные технологии активно используются в промышленности и медицине. Ученые СКФУ вместе с индустриальным партнером впервые в России применили эту технологию в строительстве зданий. Отмечу, что этой технологией заинтересовались и наши зарубежные академические партнеры из Сирии. Дальнейшее совершенствование разработки позволит вывести на новый уровень скорость строительства, повысить прочность и снизить трудозатраты и цену за квадратный метр, – отметил ректор СКФУ Дмитрий Беспалов.

 Первым шагом стала апробация 3D-принтера, разработанного компанией «СмартБилд» совместно со студентами университета.  К их разработкам относятся все элементы конструкции принтера, за исключением электродвигателя и контроллера. Результат не только оправдал, но и превзошел ожидания – в ходе апробации был «напечатан» первый в России одноэтажный, а затем и двухэтажный дом.

 Отсутствие подходящих для разных регионов и погодных условий бетонных смесей, используя которые принтер печатает дома, является основным барьером для стремительного аддитивного производства, уверены разработчики технологии. Работа сильно зависит от окружающей среды: температуры, влажности и других показателей. В связи с этим ученые СКФУ исследуют способы разработки бетона для строительства под водой, в условиях низких температур Крайнего Севера и при других нетривиальных переменных.

Для развития технологии аддитивного строительства сейчас в СКФУ ведется совершенствование материалов. Так, Фонд содействия инновациям проинвестировал исследования на сумму 500 тыс. рублей для проекта создания модифицированной смеси. Один из победителей федерального конкурса «УМНИК-2022», старший преподаватель кафедры строительства Инженерного института СКФУ Дмитрий Швачев, предложил добавлять в состав бетонной смеси отходы маслоэкстракционного завода.

– Сырье из отходов маслоэкстракционных предприятий – это экологически чистый продукт, который обеспечит повышение эксплуатационных характеристик модифицированной смеси. Подобные технологии будут иметь и технологическое, и экологическое преимущество, – объяснил Дмитрий Швачев.

По оценкам ученых СКФУ, использование предлагаемых отходов в строительстве обеспечит снижение объема их накопления и уменьшение негативного воздействия на окружающую среду, позволит перейти к применению местного сырья при производстве продукции, что экономически выгоднее.

Группа выпускников СКФУ также разработала типовую модель архитектурного бюро для реализации аддитивных технологий в рамках Студенческого стартапа.