СПОСОБ ВОЗВЕДЕНИЯ АРМИРОВАННОЙ БЕТОННОЙ СТЕНЫ НА 3D-ПРИНТЕРЕ
METHOD OF ERECTION OF REINFORCED CONCRETE WALL ON 3D-PRINTER

Изобретение относится к производству строительных изделий и может быть использовано при печати армированных бетонных стен на строительном 3D-принтере.
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 и невысокой трещиностойкости наружного и несущих слоев, снижении ресурса строительного 3д принтера вследствие изготовления сложной криволинейной поверхности среднего несущего слоя, в трудоемкости установки вертикальных армирующих стержней и в отсутствии обеспечения их совместной работы.
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, 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 ресурса строительного 3D-принтера, повышение трещиностойкости, 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, 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 до экструзии первого слоя пластичного раствора искусственного каменного материала, образующего внешний и внутренний слои стены, устанавливают и закрепляют фиксаторами щелочестойкий тканый холст, экструдируют необходимое количество слоев, выполняют вертикальное армирование напечатанного слоя щелочестойким тканым холстом путем его отгиба по линии фиксаторов и втапливанием в тело пластичного раствора искусственного каменного материала по боковой поверхности стены и горизонтальное армирование укладкой щелочестойкого тканого холста поверх свежеуложенного слоя с установкой фиксаторов, образовавшуюся полость между внешней и внутренней слоями заполняют теплоизолирующим материалом, затем процесс циклически повторяют, при этом в качестве пластичного раствора искусственного каменного материала используют дисперсно-армированную мелкозернистую бетонную смесь с маркой по удобоукладываемости П1, в качестве армирующего материала используют щелочестойкий тканый холст с размером ячейки не менее 20×20 мм, в качестве теплоизолирующего материала используют тиксотропную пенобетонную смесь с размером фракций, не превышающим размер ячейки щелочестойкого тканого холста, в качестве фиксаторов используют коррозионностойкие П-образные скобы, располагаемые на необходимом расстоянии от края возводимой стены.
На фиг. 1 приведена принципиальная схема возведения армированной бетонной стены на 3D-принтере.
Способ возведения бетонной стены на 3D-принтере заключается в следующем:
До экструзии первого слоя пластичного раствора искусственного каменного материала из мелкозернистой бетонной смеси с маркой по удобоукладываемости П1, образующего внешний (1) и внутренний (2) слои стены, устанавливают и закрепляют щелочестойкий тканый холст (3) с размером ячейки не менее 20×20 мм фиксаторами (4) в виде коррозионностойких П-образных скоб, экструдируют необходимое количество слоев, выполняют вертикальное армирование напечатанного слоя щелочестойким тканым холстом путем его отгиба по линии фиксаторов (4) и втапливанием сбоку в тело пластичного раствора искусственного каменного материала и горизонтальное армирование укладкой щелочестойкого тканого холста (3) поверх свежеуложенного слоя с установкой фиксаторов (4), образовавшуюся полость между внешней и внутренней слоями заполняют теплоизолирующим материалом (5) из тиксотропной пенобетонной смеси с размером фракций, не превышающим размер ячейки щелочестойкого тканого холста (3), затем процесс циклически повторяют. По окончанию процесса армирования щелочестойкий тканый холст (3) обрезают.
Применение щелочестойкого тканого холста (3), не требующего пропитки клеящими составами, позволит снизить материалоемкость, повысить качество и долговечность бетонной стены за счет однородного и непрерывного армирования горизонтальных и вертикальных поверхностей стены. Размер ячейки не менее 20×20 мм в щелочестойком тканом холсте обеспечит беспрепятственное заполнение полости между внешним (1) и внутренним (2) слоем стены теплоизолирующим материалом (5) из тиксотропной пенобетонной смеси с размером фракций, не превышающим размер ячейки щелочестойкого тканого холста (3).
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 щелочестойкого тканого холста (3) в теле пластичного раствора искусственного каменного материала.
Реализация предлагаемого способа армирования возможна на любых строительных 3D-принтерах, реализующих метод послойного экструдирования.
Технический результат изобретения заключается в снижении материалоемкости армированной бетонной стены, повышении ресурса строительного 3D-принтера, повышении трещиностойкости, качества и долговечности бетонной стены с возможностью ее изготовления на любых строительных 3D-принтерах.
Таким образом, предложенное решение позволяет получить на строительном 3D-принтере армированную бетонную стену с обеспечением качества, долговечности 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.