СПОСОБ ВОЗВЕДЕНИЯ АРМИРОВАННОЙ БЕТОННОЙ СТЕНЫ МЕТОДОМ 3D-ПЕЧАТИ
REINFORCED CONCRETE WALL ERECTION METHOD BY 3D PRINTING METHOD

Изобретение относится к области строительства, а именно к производству строительных изделий, и может быть использовано для возведения армированной бетонной стены на строительном 3D-принтере в заводских условиях.
Известна многослойная наружная стена здания, содержащая внутренний и средний несущие слои, соединенные с наружным слоем горизонтальными связями и расположенным теплоизоляционным слоем между наружным и средним слоями, изготовленная строительным 3д принтером, продольные связи которой установлены во время процесса возведения стены, а пространство между средним и внутренним слоями армировано по вертикали и залито тяжелым бетоном [1].
Недостаток известной многослойной наружной стены здания состоит в перерасходе материалов наружного, несущих и теплоизоляционного слоев вследствие их переменной толщины связанной с криволинейным очертанием среднего слоя, невысокой трещиностойкости и несущей способности наружного и несущих слоев вследствие отсутствия их вертикального армирования, снижении ресурса строительного 3D-принтера вследствие изготовления сложной криволинейной поверхности среднего несущего слоя.
Наиболее близким решением по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому изобретению является способ возведения бетонной стены, по которому послойно экструдируют через сопло строительного 3D-принтера пластичный раствор искусственного каменного материала с образованием внешнего и внутреннего слоев стены, стену армируют и заполняют полость между внешней и внутренней слоями стены теплоизолирующим материалом, после экструзии по меньшей мере одного слоя пластичного раствора искусственного каменного материала, образующего внешний и внутренний слои стены, эти слои стены до отвержения экструдированного слоя соединяют гибким непрерывным армирующим тросом и закрепляют гибкий армирующий трос в этих слоях стены поочередным утапливанием его в по меньшей мере одном свежеэкструдированном слое раствора искусственного каменного материала, а образовавшуюся полость между внешней и внутренней сторонами заполняют теплоизолирующим материалом, затем процесс циклически повторяют [2].
Недостатками данного способа являются сложная технология армирования бетонной стены, снижающая скорость возведения стены, заключающаяся в наличии сложных технологических операций по установке армирующего шнура, требующего пропитки клеящим составом, в пластичный слой из свежеуложенного бетона, снижении ресурса строительного 3D-принтера, нарушение геометрических размеров и структуры формуемой стены, вызванной деформацией свежеуложенных слоев в местах заглубливания иглы с армирующим шнуром. Кроме того, реализация этого способа армирования возможна только на предлагаемом авторами рабочем органе строительного 3D-принтера.
Задачей изобретения является создание конструкции армированной бетонной стены здания с пониженной материалоемкостью, повышение скорости возведения бетонной стены и ресурса строительного 3D-принтера, повышение трещиностойкости, несущей способности, качества и долговечности бетонной стены с возможностью ее изготовления на любых строительных 3D-принтерах, реализующих метод послойного экструдирования.
Поставленная задача достигается тем, что способ возведения бетонной стены в заводских условиях, по которому послойно экструдируют через сопло строительного 3D-принтера пластичный раствор искусственного каменного материала с образованием внешнего и внутреннего слоев стены, стену армируют и заполняют полость между внешней и внутренней слоями стены теплоизолирующим материалом, отличается тем, что после экструдирования необходимого количества слоев выполняют вертикальное армирование стены путем пропускания стержней длиной, равной высоте стены, через каналы, соответствующие форме поперечного сечения стержней, выполненные в подложке под возводимую стену, устанавливают с необходимым шагом по высоте плоские горизонтальные сетки поверх свежеуложенных слоев, образовавшуюся полость между внешней и внутренней слоями стены заполняют теплоизолирующим материалом из тиксотропной пенобетонной смеси с размером фракций, не превышающим размер ячейки плоских горизонтальных сеток, при этом в качестве пластичного раствора искусственного каменного материала используют дисперсно-армированную мелкозернистую бетонную смесь с маркой по удобоукладываемости П1, в качестве вертикальных стержней и плоских горизонтальных сеток используют стальную или неметаллическую арматуру.
Изобретение поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображен поперечный вертикальный разрез армированной бетонной стены; на фиг. 2 - поперечный горизонтальный разрез армированной бетонной стены.
Способ возведения армированной бетонной стены методом 3D-печати заключается в следующем:
После экструдирования необходимого количества слоев выполняют вертикальное армирование стены при помощи домкратов путем пропускания стержней (1) длиной, равной высоте стены, с необходимым по ширине шагом через отверстия (2), соответствующие форме поперечного сечения стержней (1), выполненные в подложке (3) под возводимую стену, устанавливают с необходимым шагом по высоте плоские горизонтальные сетки (4) поверх свежеуложенных слоев, образовавшуюся полость между внешней (5) и внутренней (6) слоями стены заполняют теплоизолирующим материалом (7) из тиксотропной пенобетонной смеси с размером фракций, не превышающим размер ячейки плоских горизонтальных сеток (4), при этом в качестве пластичного раствора искусственного каменного материала используют дисперсно-армированную мелкозернистую бетонную смесь с маркой по удобоукладываемости П1, в качестве вертикальных стержней и плоских горизонтальных сеток используют стальную или неметаллическую арматуру.
Возведение армированной бетонной стены методом 3D-печати осуществляют на подложке (3), установленной над технологическим помещением, высотой, позволяющей разместить в нем вертикальные стержни (1) и домкраты.
Применение стержней (1), не требующих пропитки клеящими составами, позволит снизить материалоемкость, повысить несущую способность, качество и долговечность бетонной стены за счет непрерывного по высоте армирования вертикальных поверхностей стены.
Применение плоских горизонтальных сеток (4) позволит ускорить процесс возведения бетонной стены за счет отсутствия технологически сложных операций, связанных с циклически повторяемым заглублением армирующего шнура, повысить трещиностойкость внешнего (5) и внутреннего (6) слоев, обеспечить повышенную жесткость и совместную работу внешнего (5) и внутреннего (6) слоев конструкции бетонной стены.
Применение дисперсно-армированной мелкозернистой бетонной смеси при возведении внешнего слоя (1) и внутреннего слоя (2) позволит повысить их трещиностойкость.
Предлагаемый способ армирования бетонной стены позволит повысить ресурс строительного 3D-принтера за счет отсутствия технологически сложных операций, связанных с установкой и фиксацией стержней (1) и горизонтальных сеток (4) в теле пластичного раствора искусственного каменного материала.
Реализация предлагаемого способа возведения армированной бетонной стены возможна на любых строительных 3D-принтерах, реализующих метод послойного экструдирования.
Технический результат изобретения заключается в снижении материалоемкости армированной бетонной стены, повышении скорости ее возведения и ресурса строительного 3D-принтера, повышении трещиностойкости, несущей способности, качества и долговечности бетонной стены с возможностью ее изготовления на любых строительных 3D-принтерах.
Таким образом, предложенное решение позволяет получить на строительном 3D-принтере качественную, долговечную армированную бетонную стену в заводских условиях с высокой несущей способностью и экономией материалов.
Источники информации
1. А.С. 172730, Е04В 2/10, Е04В 1/76, Многослойная монолитная стена, Останин А,А., патентообладатель Останин А.А., заяв. 27.10.2016, опубл. 21.07.2017, бюл. №21.
2. А.С. 2704995, E04G 21/04, Е04В 2/84, B33Y 40/00, Способ возведения бетонной стены, рабочий орган строительного 3d-принтера и стена бетонная, Грюар Луи-Андре Кристоф Жислен, Ежов Т.О., патентообладатели Грюар Луи-Андре Кристоф Жислен, Ежов Т.О., Кресс Мишель, заяв. 02.08.2018, опубл. 01.11.2019, бюл. №31.