北京渣土3D列印系統：圍牆、護欄、保安亭
如果能將建築渣土二次利用，通過3D列印技術變成綠色建築，相信我們的霧霾會少很多！
但是，有個問題，把建築渣土粉碎為可列印的細小粉末材料，需要耗費大量的電能，回收再利用成本，可能比新材料還要貴。這局怎麼破？
堆積的建築渣土
2017年10月13日，南極熊獲悉，中國二十二冶集團公司北京崇建公司自主研製的中國首套建築渣土多功能3D列印系統發布。該系統是在建築渣土3D印表機技術基礎上，在施工現場將建築渣土成功列印出圍牆、護欄等臨建設施後，進一步優化升級為建築渣土多功能3D列印系統，用於施工現場臨建設施、裝配式零部件製造，實現了降低施工成本、節能環保的目標，標誌著綠色智能化建築變廢為寶的時代已經來臨。
雖然從這條簡短的新聞中，我們無法清楚的看出這家公司究竟做了什麼。但南極熊知道，建築渣土如果能夠很好的二次利用，對於環境的改善是意義重大的。
建築渣土處理是中國施工企業的行業性難題。有數據顯示，中國每年生產建築垃圾約20億噸，其中近10%是建築渣土。建築行業公認的數據是，每產生1萬噸建築垃圾，至少需要1畝土地堆放。據此計算，中國每年將拿出2多萬畝土地用於堆放建築渣土。同時，露天堆放的建築渣土還可能存在安全隱患。發生在2015年12月20日的深圳渣土滑坡特大事故，造成73人死亡、4人下落不明、17人受傷，直接經濟損失8.81億元。
深圳渣土滑坡特大事故
而在中國五礦所屬二十二冶北京崇建公司的建築渣土3D列印項目工作室，這些渣土就像變魔術一樣，成為工地的圍牆、護欄、保安亭等臨時建築，靠的就是該公司自主研發的全國首個建築渣土3D列印技術，目前已經進入實用化階段。
早期的建築渣土3D列印試驗
之前南極熊報道過好幾家建築3D列印公司列印房子的案例，比如上海盈創3D列印房子，北京華商騰達3D列印400平米別墅等。但他們都使用建築水泥或者混凝土作為列印材料，沒有公司使用建築渣土作為原料。
五分鐘打出高強度零部件
位於通州次渠的一處安置房工地，一個渣土堆旁有一個板房，這兒就是北京崇建公司建築渣土3D列印項目的工作室。一個大個頭的3D印表機擺在屋子正中間，一旁是就地取材的一小堆渣土，玻璃櫥窗內是各種形狀的列印成品，觸摸起來材質很硬。
「這些都是渣土3D印表機打出的成品，材質硬，抗壓能達到每平方厘米至少承重200公斤，完全可以滿足製作圍欄、路牌、雕塑、保安亭等各類產品應用的需要。」項目負責人王恩鵬正和其他五位同事調試機器，他向記者演示了渣土3D列印的全流程。
向攪拌倉里加入渣土，再加入特別研發的「無模劑」，加入水，渣土就開始攪拌起來。王恩鵬說：「就像和面一樣，無模劑起到了黏結作用，渣土更容易成型而且增加了強度。」攪拌完畢後，渣土成了泥狀，傳送到了電腦控制的機械臂噴嘴，隨著軌道的精準制動，列印出了一個框狀的零件，整個過程大概用了五分鐘。列印出的成品只要晾上半個多小時，就可以應用了。 南極熊有一些疑問。
比人工施工效率高50倍
「這一塊零件相當於三十多塊磚的體量，渣土3D列印可以節省大量的建材。」王恩鵬說，零件就像積木一樣，不用水泥等黏合劑，就能直接列印並拼裝在一起。同樣造一個建築，渣土3D列印的成本是用磚搭建成本的三分之一，而且比傳統人工施工方式效率提高了50倍。
建築渣土多功能3D列印系統
「雕塑、花壇、假山、路磚等都能用上渣土3D列印。」王恩鵬暢想，公園如果需要雕塑或者假山，不用再花大價錢去買，完全可以利用渣土列印出成品，一些破損的公共設施也可隨時隨地列印出來。
目前，新一代的自動化機器已經有了具體方案，將實現自動上料、加水，並將在渣土裡加入新一代無模劑，進一步提高列印成品的強度，現在還在配比的研發過程中。據介紹，北京崇建公司的建築渣土3D列印技術已經到了應用階段，已可以列印出各類成品，到今年6月，新一代機器將向多處工地推廣。
據透露，下一步，團隊還將研製無筋混凝土板和建築垃圾的3D列印技術。
成品可銷售 賺錢又環保
這個項目自去年6月團隊剛組建，為了製作出這一台渣土3D印表機，團隊成員經歷了艱辛的研發。要做機器需要材料，可很多工廠和五金店都沒有賣，大到定製的機械軌道，小到一顆螺絲釘，團隊基本上都靠網購。經歷了成百上千次的機器調試和原料配比，可以順利列印的渣土3D印表機才最終誕生。
「有了這項技術，花錢的事都變成了賺錢的事，列印出的建築製品自己工地用不了，還可以賣錢。」北京崇建公司總經理趙亮算了一筆賬：以一個20萬平方米的住宅群體建築為例，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公里的運距，在北京市僅運輸和消納費用就達750萬元，還有100萬元的粉塵處理費。使用3D列印技術後，不僅可以節省一部分運輸和處理費用，還減少了渣土外運和圍牆、路面材料回運，因此減少了汽車尾氣的排放，對城市霧霾治理髮揮作用。
建築渣土3D印表機原理
第一代建築渣土3D印表機系統原理如下：
「渣土建築3D列印技術」集自主研發的渣土建築3D印表機與添加劑為一體，將建築渣土列印成圍牆、護欄、景觀及安全警示牌等建築製品，實現無模化的生產工藝。
第二代建築渣土3D印表機：
在第一代機器研發成果基礎上，北京崇建公司研發團隊針對施工現場臨建製品（圍牆、護欄）的不同強度要求和渣土性質差異等，進行大型建築渣土3D列印樣機的設計、試製和列印臨建製品攻關，大到機器軸距的設定和準確定位，小到每一個零部件的組裝實驗，都是經過研發團隊成員多次地討論與實踐探尋，最終將建築渣土列印成圍牆、護欄、地面等臨建設施，至此第二代「建築渣土3D印表機」研發成功。在第一代機器基礎上，二代機列印出的成品質量更好，技術含量更高，更能適應施工生產需要。第二代3D印表機列印出的成品抗壓程度能夠達到每平方厘米至少承重200公斤，完全可以將建築工地上堆積的建築渣土列印成安全警示牌、雕塑、保安亭等建築製品及各類產品。
北京崇建公司研發團隊先後以「大型3D渣土印表機Z軸成型系統」為核心技術，在2016年9月申報了國家發明專利（文末附上專利下載），作為研發核心技術的無模劑等也正積極尋求專利保護，通過一系列舉措完善公司創新工作體系，形成技術壁壘，成為企業無形資產，為科技成果市場化架起橋樑。
據南極熊了解，中國是全球規模最大、建築企業最多的國家。目前國內建築施工工地的臨建設施均為人工加工，生產效率底，人員浪費，加上施工現場有很多的渣土資源。北京崇建公司的建築渣土3D列印技術，就地回收渣土和建築垃圾等廉價列印材料，應用於施工臨建，不僅提高企業生產效率，而且節約了人力成本，降低了材料成本，節省運輸費用和施工時間，避免施工作業現場的揚灰現象，為建築綠色施工邁出了綠色的第一步。
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