中国学者研究揭示混凝土3D打印技术低碳效益与优化路径
2026-04-21 11:13
来源:建筑结构学报
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中国一项关于混凝土3D打印技术低碳性的文献综述研究近日完成,系统梳理了该技术在建筑行业绿色低碳转型中的潜力与挑战。研究指出,建筑行业全过程碳排放占中国总量约50.6%,传统建造方式存在工业化程度低、劳动力需求大、模板消耗高、资源浪费等问题。

3D打印机械配置

研究采用文献综述法,从工艺、结构设计、材料三个维度分析混凝土3D打印的低碳性。工艺层面,3D打印的自动化、少人工、免模板特点显著降低了施工阶段的劳动力需求和模板消耗。案例表明,人工碳排放可下降约64%,模板碳排放可占异形建筑幕墙工程总碳排的44%以上,3D打印可完全免除模板。

3D打印拓扑结构板

3D打印拓扑结构梁

结构设计层面,3D打印的高设计自由度使拓扑优化易于实现,材料用量可减少20%~70%。多功能一体化结构可提升保温性能56%、降低空调负荷9%~11%。可拆卸再建造结构的构件重复利用率达90%。

材料层面,3D打印混凝土因工艺要求水泥用量较高。研究总结的低碳路径包括掺固废作为辅助胶凝材料或骨料、发展轻质泡沫混凝土、使用地聚物替代水泥,后者可减少60%~90%的碳排放。

研究展望未来需发展多功能模块化设计、提升3D打印构件结构承载力、协同利用多种固废,以实现设计—材料—建造—运维全过程的低碳化。

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