Các nhà khoa học Nga phát triển loại mực in 3D mới cho phép xây dựng nhà ở bền vững

© Getty Images / Sergii Kolesnikov

Trong thế giới hiện đại, công nghệ in 3D đang tiềm năng thay thế các phương pháp xây dựng truyền thống sử dụng lao động thủ công và thiết bị chuyên dụng. Công nghệ này không chỉ cho phép xây dựng các tòa nhà dân cư và nhà phụ an toàn hơn mà còn giảm số lượng công nhân thi công tại một công trường xây dựng, theo dịch vụ báo chí của Đại học Kiến trúc và Xây dựng quốc gia Tomsk (TSUACE).

Một trong những khó khăn khi sử dụng công nghệ này là việc lựa chọn thành phần "mực in" (vật liệu) tối ưu, khác biệt đáng kể so với hỗn hợp bê tông thông thường. Thành phần mực in 3D phải đảm bảo yêu cầu vừa đủ lỏng để bơm nhưng vẫn đủ cứng khi đông cứng.

Các chuyên gia đã tạo ra một hỗn hợp mới dùng cho mực in bằng cách đưa vụn đá cẩm thạch. Đây là một trong những sản phẩm phụ của quá trình nghiền đá và tro tích tụ tại các nhà máy nhiệt điện khi đốt than. Một số cơ sở công nghiệp - các đối tác của đại học TSUACE - đã đưa vào sử dụng vật liệu mới này để xây dựng nhà ở.

"Công nghệ in 3D cho phép chúng tôi in các tòa nhà một và hai tầng với kích thước lên đến 20 x 8 x 14 mét. Vật liệu mới có đầy đủ các đặc tính cần thiết để in các vật thể như vậy, đồng thời vật liệu này được sản xuất từ nguyên liệu thô địa phương: cát, xi măng và chất thải từ các doanh nghiệp Siberia", - chuyên gia Ekaterina Sorokina, Trưởng phòng ươm tạo doanh nghiệp kiến trúc và xây dựng thuộc đại học TSUACE, cho biết.

Bà Sorokina giải thích thêm rằng, vụn đá cẩm thạch và tro chiếm 10% trọng lượng mực in, tạo nên độ cứng và độ bền cho kết cấu. Về các thông số này, những ngôi nhà được in bằng hỗn hợp xây dựng mới không hề thua kém những ngôi nhà được xây dựng bằng vật liệu truyền thống, đồng thời còn vượt trội hơn về tính thân thiện với môi trường.

"Công nghệ in 3D xây dựng nhà ở có nhiều ưu điểm nổi bật. Trong 100 giờ, có thể xây dựng được 100 mét vuông nhà ở, và ngôi nhà này có thể có những mảnh ghép hình dạng phức tạp: cầu thang, chân bàn, hộc âm tường trong phòng tắm hoặc để đặt thiết bị như bình lọc, máy bơm. Ngoài ra, công nghệ này còn giúp tránh việc hoàn thiện lại các vách ngăn và mang lại cho chúng cấu trúc mong muốn về mặt thiết kế", - chuyên gia Sorokina lưu ý.

Để in toàn bộ một ngôi nhà, chỉ cần hai người, điều này đơn giản hóa việc sử dụng công nghệ này trong điều kiện làm việc không an toàn, ví dụ như ở các khu vực có tình hình địa chấn không ổn định. Trong tương lai gần, các nhà khoa học TSUACE dự định thử nghiệm và đưa vào sử dụng những hợp chất xây dựng khác để in 3D các tòa nhà và tiếp tục xây dựng các công trình bằng các loại mực in đã được phát triển.

Dịch vụ báo chí của đại học TSUACE cho biết thêm rằng, ngôi nhà đầu tiên đang được xây dựng bằng công nghệ in 3D có sử dụng "mực in" mới.