無水泥混凝土“小房子”樹立生態標準

創新的 3D 列印預期將像其他工藝一樣推動建築業的進步。此技術不僅能夠實現傳統模板技術無法達成的單個幾何形狀和由混凝土製成的建築構件，更優化了製造和成形加工流程，從而增強了建築行業數位化的趨勢。北萊茵-威斯特法倫州建造的 3D 列印“小房子”代表該專案的巔峰，也仰賴於在列印過程中使用永續建築材料。總部位於勞普海姆專門從事 3D 列印預鑄構件的公司 Röser GmbH、國際建築化學產品製造商 MC-Bauchemie 以及來自德國明斯特蘭地區的規劃工程師 MENSE-KORT​​E 共同在 18 個月內，成功打造了這一富有遠見的建築專案。

適合自行車騎士的小房子

“小房子”位於貝庫姆鎮的自行車道上。這座迷你建築設有儲藏室和有頂棚的開放式入口區域，為兒童和青少年提供了足夠的空間來放置體育設施的工具和裝備。小房子的外觀同樣令人印象深刻，其橢圓形立面向外彎曲，直接與內部的垂直結構融為一體，這種獨特的設計只能透過 3D 列印工藝才能實現。

3D 列印的預製構件

小房子的設計是在3D建模軟體的幫助下完成。此外也進行了大量的材料測試，以確保找到適合專案要求的正確產品。然後，將最終概念輸入到 3D 列印機所謂的切片軟體中。下一階段則在 Röser 位於勞普海姆的 3D 列印工廠製造建築物的各個部分。隨後，考慮到混凝土構件的尺寸和複雜形狀，用封閉式舷內裝載機將這些構件運送至 500 多公里遠的貝克姆鎮，是一個真正的挑戰。“乍看之下，漫長的運輸路線與降低碳排放量的目標相矛盾，但作為‘初次登場’的一部分，我們希望對 3D 預製構件進行壓力測試。” Röser 負責該專案的技術現場銷售顧問 Dennis Bräunche 這樣解釋。到達施工現場後，預製構件只需放置在預製混凝土板上，並用指定的固定裝置相互連接，即意味著小房子可以在短短幾個小時內移交給業主。

碳排放量減少 70% 的無水泥 3D 列印砂漿

MC-Bauchemie 多年來一直在混凝土和建築行業的 3D 列印和永續解決方案領域進行研究，擁有的專業知識為 Beckum 專案奠定了理想的基礎。為了滿足高品質 3D 列印的要求，所使用的材料需要表現出觸變行為，即當能量輸入到混合物中時可變形和可泵送，同時在沒有這種能量的情況下保持穩定。使用的特殊 3D 乾砂漿是 MC-PowerPrint GeCO2，其除了具有良好的泵送性外，還具有必要的觸變性和穩定性，可在多次切片後呈現細緻均勻的列印結果，而不會因自身重量而變形。MC-PowerPrint GeCO2 採用添加劑增強型粘合劑系統，由高爐礦渣和粉煤灰組成，作為水泥的替代品。 MC 產品經理 Kai Markiefka 表示：“整體而言，與水泥砂漿產品相比，使用工業副產品基底的替代黏合劑可減少約 70% 的碳排放量。” 他強調這種創新技術所產生的碳足跡有顯著減少。

眺望未來的建築標準

貝庫姆鎮的計畫獲得圓滿成功，特別要歸功於所有參與者密切合作和有效創新的意願。MENSE-KORT​​E 規劃工程師 Waldemar Korte 解釋道：「展望未來，我們需要進一步完善 3D 列印工藝，以充分發揮其作為可行且永續建築標準的潛力。透過這種方式，我們應該很快就“能夠實現更大且具有多種用途的建築類型。不斷優化與多樣化可用於 3D 列印的壓力砂漿，並在建築過程中提供更多的永續性也至關重要。”