Công nghệ in bê tông 3D trong xây dựng là quá trình tạo ra các đối tượng ba chiều bằng cách đắp chồng các lớp bê tông lên nhau, được điều khiển chính xác bởi máy tính. Những đối tượng này sẽ được xây dựng từ bản vẽ trên phần mềm CAD, và không cần phải sử dụng khuôn mẫu truyền thống. Một trong những ưu điểm nổi bật của công nghệ này là khả năng tạo ra những hình dáng phức tạp mà không gặp khó khăn như khi sử dụng các phương pháp truyền thống.
Công nghệ in bê tông 3D đã có mặt trong nhiều lĩnh vực từ thiết kế vật liệu polymer, kim loại, cho đến gốm sứ và thậm chí là thực phẩm. Đặc biệt trong xây dựng, việc sử dụng in 3D bê tông đang dần thay thế các phương pháp truyền thống, mang đến giải pháp nhanh chóng, tiết kiệm chi phí và thân thiện với môi trường.
Công nghệ in bê tông 3D mang lại nhiều ưu điểm nổi bật, đặc biệt trong xây dựng các công trình nhà ở:
Ở nhiều quốc gia tiên tiến, công nghệ in bê tông 3D đã được áp dụng thành công để xây dựng các công trình nhà ở. Ví dụ, ở Trung Quốc, công ty Winsun đã sử dụng công nghệ này để xây dựng các ngôi nhà 5 tầng và cầu bê tông dài 24m tại Thượng Hải. Tại Nga, công ty Abis Cor đã thành công trong việc xây dựng nhà 3 tầng sử dụng công nghệ in bê tông 3D.
Đặc biệt, tại Mỹ, các công ty như ICON và Total Kustom đã triển khai các dự án nhà ở cho người vô gia cư, trong đó toàn bộ căn nhà đều được xây dựng 100% bằng công nghệ in bê tông 3D, mang lại giải pháp hiệu quả về chi phí và thời gian thi công.
Quy trình in bê tông 3D bắt đầu từ việc thiết kế mô hình 3D của công trình trên phần mềm CAD. Sau khi hoàn tất thiết kế, các lớp bê tông sẽ được in chồng lên nhau theo mô hình đã được lập trình sẵn. Máy in 3D sẽ tự động điều khiển việc phân phối bê tông từ bồn trộn vào các vòi in, giúp tạo ra các lớp bê tông một cách chính xác và nhanh chóng.
Trong quá trình này, máy in có thể hoạt động theo nguyên lý giàn (gantry) hoặc sử dụng cánh tay robot. Mỗi phương pháp có ưu điểm riêng, nhưng cả hai đều giúp giảm bớt công sức và thời gian thi công. Máy in 3D theo nguyên lý giàn thích hợp cho các công trình có kích thước lớn, trong khi máy in 3D sử dụng cánh tay robot có thể in các chi tiết phức tạp hơn.
 |
 |
Để sử dụng công nghệ in bê tông 3D, việc lựa chọn vật liệu rất quan trọng. Các nguyên liệu chính bao gồm xi măng PC50, tro bay loại F (FA), và sợi Polypropylene (PP), kết hợp với các chất phụ gia để điều chỉnh độ nhớt của hỗn hợp bê tông. Việc sử dụng vật liệu chất lượng cao sẽ đảm bảo tính bền vững và khả năng chịu lực của công trình sau khi hoàn thành.
Lưu ý: XM là xi măng, VMA là phụ gia điều chỉnh độ nhớt, N/CKD là tỉ lệ nước/chất kết dính, CL/CKD là tỉ lệ cốt liệu/chất kết dính, SF là silicafume, FA là tro bay loại F và PCE là phụ gia siêu dẻo gốc polycarboxylate.
Dù có nhiều ưu điểm, công nghệ in bê tông 3D vẫn đối mặt với một số thách thức, đặc biệt là về các tiêu chuẩn kỹ thuật và khả năng chịu lực lâu dài của các cấu kiện bê tông in 3D. Tuy nhiên, với sự phát triển không ngừng của công nghệ và các nghiên cứu bổ sung, công nghệ này hứa hẹn sẽ ngày càng được hoàn thiện và ứng dụng rộng rãi trong ngành xây dựng.
 |
 |
 |
Dưới đây là một số hình ảnh thành quả của nhóm nghiên cứu của Khoa Kỹ thuật Xây dựng, Trường Đại học Bách Khoa TP.HCM; Đại học Quốc gia TP.HCM
Kết Luận
Công nghệ in bê tông 3D đang mở ra những cơ hội mới cho ngành xây dựng, đặc biệt là trong việc xây dựng các công trình nhà ở với chi phí thấp và thời gian thi công ngắn. Dù vẫn còn một số thách thức, nhưng những ưu điểm vượt trội về tiết kiệm chi phí, tự do thiết kế, và giảm thiểu tác động môi trường khiến công nghệ này trở thành giải pháp hấp dẫn cho tương lai của ngành xây dựng.
Nguồn: tapchixaydung.vn
Vật tư mới 07/02/2025
Bê tông thấm tiêu là một loại bê tông có độ rỗng cao, cho phép nước thấm qua. Nó thường được sử dụng trong đường lái xe và các ứng dụng bề mặt phẳng khác.
Vật tư mới 22/01/2025
Bê tông dự ứng lực đã cách mạng hóa ngành xây dựng hiện đại bằng cách cải thiện hiệu suất kết cấu của các thành phần bê tông. Hướng dẫn này phân tích chi tiết về khái niệm, phương pháp và lợi ích của bê tông dự ứng lực, cung cấp các thông tin kỹ thuật quan trọng.
Vật tư mới 06/01/2025
Ngành xây dựng toàn cầu đang phát triển, đồng thời đặt ra nhu cầu cấp thiết về các vật liệu bền vững nhằm giảm thiểu tác động đến môi trường. Xi măng Portland thông thường (OPC), thành phần chính của bê tông truyền thống, góp phần đáng kể vào lượng khí thải carbon, chiếm 6–7% tổng lượng phát thải CO2 toàn cầu mỗi năm. Với nhu cầu OPC dự kiến tăng 200% vào năm 2050, ngành xây dựng đang chịu áp lực ngày càng lớn để áp dụng các giải pháp thay thế thân thiện với môi trường hơn. Bê tông tự phục hồi dựa trên vật liệu nano chính là giải pháp tiên phong, được thiết kế để tăng độ bền, giảm chi phí bảo trì và phù hợp với các mục tiêu phát triển bền vững.
Vật tư mới 02/12/2024
Thép không gỉ, còn được gọi là inox, thép chống ăn mòn (CRES) và thép không gỉ, là hợp kim của sắt có khả năng chống gỉ và ăn mòn. Nó chứa sắt với crom và các nguyên tố khác như molypden, carbon, niken và nitơ tùy thuộc vào mục đích sử dụng cụ thể và chi phí của nó
Vật tư mới 04/10/2024
Sản phẩm “Bê tông xanh Thủ Đức” do Công ty CP Bê tông Ly tâm Thủ Đức (TDC) phát triển tạo dấu ấn vì được sản xuất từ nguồn nguyên liệu chọn lọc, thân thiện với môi trường, mà vẫn đảm bảo tính thẩm mỹ cao.
Vật tư mới 04/10/2024
Kiến trúc sư Mooka Srisurayotin tại Anh vừa phát triển thành công loại xi măng từ vỏ sò, vỏ ốc, với mục tiêu giúp ngành xây dựng giảm khí thải cacbon trong quá trình sản xuất xi măng từ đá vôi.
Thành viên