如果能将建筑渣土二次利用，通过3D打印技术变成绿色建筑，相信我们的雾霾会少很多！
△堆积的建筑渣土
2017年10月13日，南极熊获悉，中国二十二冶集团公司北京崇建公司自主研制的中国首套建筑渣土多功能3D打印系统发布。该系统是在建筑渣土3D打印机技术基础上，在施工现场将建筑渣土成功打印出围墙、护栏等临建设施后，进一步优化升级为建筑渣土多功能3D打印系统，用于施工现场临建设施、装配式零部件制造，实现了降低施工成本、节能环保的目标，标志着绿色智能化建筑变废为宝的时代已经来临。
虽然从这条简短的新闻中，我们无法清楚的看出这家公司究竟做了什么。但南极熊知道，建筑渣土如果能够很好的二次利用，对于环境的改善是意义重大的。
建筑渣土处理是中国施工企业的行业性难题。有数据显示，中国每年生产建筑垃圾约20亿吨，其中近10%是建筑渣土。建筑行业公认的数据是，每产生1万吨建筑垃圾，至少需要1亩土地堆放。据此计算，中国每年将拿出2多万亩土地用于堆放建筑渣土。同时，露天堆放的建筑渣土还可能存在安全隐患。发生在2015年12月20日的深圳渣土滑坡特大事故，造成73人死亡、4人下落不明、17人受伤，直接经济损失8.81亿元。
△深圳渣土滑坡特大事故
而在中国五矿所属二十二冶北京崇建公司的建筑渣土3D打印项目工作室，这些渣土就像变魔术一样，成为工地的围墙、护栏、保安亭等临时建筑，靠的就是该公司自主研发的全国首个建筑渣土3D打印技术，目前已经进入实用化阶段。
△早期的建筑渣土3D打印试验
之前南极熊报道过好几家建筑3D打印公司打印房子的案例，比如上海盈创3D打印房子，北京华商腾达3D打印400平米别墅等。但他们都使用建筑水泥或者混凝土作为打印材料，没有公司使用建筑渣土作为原料。
五分钟打出高强度零部件
位于通州次渠的一处安置房工地，一个渣土堆旁有一个板房，这儿就是北京崇建公司建筑渣土3D打印项目的工作室。一个大个头的3D打印机摆在屋子正中间，一旁是就地取材的一小堆渣土，玻璃橱窗内是各种形状的打印成品，触摸起来材质很硬。
“这些都是渣土3D打印机打出的成品，材质硬，抗压能达到每平方厘米至少承重200公斤，完全可以满足制作围栏、路牌、雕塑、保安亭等各类产品应用的需要。”项目负责人王恩鹏正和其他五位同事调试机器，他向记者演示了渣土3D打印的全流程。
向搅拌仓里加入渣土，再加入特别研发的“无模剂”，加入水，渣土就开始搅拌起来。王恩鹏说：“就像和面一样，无模剂起到了黏结作用，渣土更容易成型而且增加了强度。”搅拌完毕后，渣土成了泥状，传送到了电脑控制的机械臂喷嘴，随着轨道的精准制动，打印出了一个框状的零件，整个过程大概用了五分钟。打印出的成品只要晾上半个多小时，就可以应用了。
比人工施工效率高50倍
“这一块零件相当于三十多块砖的体量，渣土3D打印可以节省大量的建材。”王恩鹏说，零件就像积木一样，不用水泥等黏合剂，就能直接打印并拼装在一起。同样造一个建筑，渣土3D打印的成本是用砖搭建成本的三分之一，而且比传统人工施工方式效率提高了50倍。
△建筑渣土多功能3D打印系统
“雕塑、花坛、假山、路砖等都能用上渣土3D打印。”王恩鹏畅想，公园如果需要雕塑或者假山，不用再花大价钱去买，完全可以利用渣土打印出成品，一些破损的公共设施也可随时随地打印出来。
目前，新一代的自动化机器已经有了具体方案，将实现自动上料、加水，并将在渣土里加入新一代无模剂，进一步提高打印成品的强度，现在还在配比的研发过程中。据介绍，北京崇建公司的建筑渣土3D打印技术已经到了应用阶段，已可以打印出各类成品，到今年6月，新一代机器将向多处工地推广。
据透露，下一步，团队还将研制无筋混凝土板和建筑垃圾的3D打印技术。
成品可销售 赚钱又环保
这个项目自去年6月团队刚组建，为了制作出这一台渣土3D打印机，团队成员经历了艰辛的研发。要做机器需要材料，可很多工厂和五金店都没有卖，大到定制的机械轨道，小到一颗螺丝钉，团队基本上都靠网购。经历了成百上千次的机器调试和原料配比，可以顺利打印的渣土3D打印机才最终诞生。
“有了这项技术，花钱的事都变成了赚钱的事，打印出的建筑制品自己工地用不了，还可以卖钱。”北京崇建公司总经理赵亮算了一笔账：以一个20万平方米的住宅群体建筑为例，如果地下为二层，渣土量大约有15万立方米，即便渣土处理消纳只有5公里的运距，在北京市仅运输和消纳费用就达750万元，还有100万元的粉尘处理费。使用3D打印技术后，不仅可以节省一部分运输和处理费用，还减少了渣土外运和围墙、路面材料回运，因此减少了汽车尾气的排放，对城市雾霾治理发挥作用。
建筑渣土3D打印机原理
第一代建筑渣土3D打印机系统原理如下：
“渣土建筑3D打印技术”集自主研发的渣土建筑3D打印机与添加剂为一体，将建筑渣土打印成围墙、护栏、景观及安全警示牌等建筑制品，实现无模化的生产工艺。
第二代建筑渣土3D打印机：
在第一代机器研发成果基础上，北京崇建公司研发团队针对施工现场临建制品（围墙、护栏）的不同强度要求和渣土性质差异等，进行大型建筑渣土3D打印样机的设计、试制和打印临建制品攻关，大到机器轴距的设定和准确定位，小到每一个零部件的组装实验，都是经过研发团队成员多次地讨论与实践探寻，最终将建筑渣土打印成围墙、护栏、地面等临建设施，至此第二代“建筑渣土3D打印机”研发成功。在第一代机器基础上，二代机打印出的成品质量更好，技术含量更高，更能适应施工生产需要。第二代3D打印机打印出的成品抗压程度能够达到每平方厘米至少承重200公斤，完全可以将建筑工地上堆积的建筑渣土打印成安全警示牌、雕塑、保安亭等建筑制品及各类产品。
北京崇建公司研发团队先后以“大型3D渣土打印机Z轴成型系统”为核心技术，在2016年9月申报了国家发明专利（文末附上专利下载），作为研发核心技术的无模剂等也正积极寻求专利保护，通过一系列举措完善公司创新工作体系，形成技术壁垒，成为企业无形资产，为科技成果市场化架起桥梁。
据南极熊了解，中国是全球规模最大、建筑企业最多的国家。目前国内建筑施工工地的临建设施均为人工加工，生产效率底，人员浪费，加上施工现场有很多的渣土资源。北京崇建公司的建筑渣土3D打印技术，就地回收渣土和建筑垃圾等廉价打印材料，应用于施工临建，不仅提高企业生产效率，而且节约了人力成本，降低了材料成本，节省运输费用和施工时间，避免施工作业现场的扬灰现象，为建筑绿色施工迈出了绿色的第一步。
专利下载：
发明专利申请说明书CN201611066842.2.pdf
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