Nuovo studio: un design rivoluzionario del cemento aumenta la resistenza alle crepe

RomeUn team di ingegneri di Princeton ha sviluppato un metodo per rendere le parti in cemento meno soggette a crepe. Studiando il pesce antico coelacanto, hanno adottato un design a doppia elica per il loro cemento. Questo innovativo approccio aumenta la resistenza del cemento alle crepe del 63% rispetto ai metodi tradizionali.

Il loro metodo prevede:

• Progettazione architettonica
• Processi di produzione additiva
• Robot industriali per deposizione precisa di materiali

Il team del Professore Associato Reza Moini ha sviluppato un design in calcestruzzo che dispone i filamenti in tre dimensioni. Questi filamenti sono collegati in modo lasco e leggermente orientati per creare una struttura che migliora significativamente la resistenza alle crepe. Questo design è chiamato 'meccanismo di rafforzamento'.

I principali vantaggi di questa tecnica includono:

• Impedire la propagazione delle crepe
• Bloccare le superfici fratturate
• Deviare le crepe da un percorso lineare una volta formate

La stampa 3D nel settore edilizio

La manifattura additiva è cruciale nel campo delle costruzioni. I robot possono costruire strutture in calcestruzzo strato per strato, consentendo la realizzazione di design complessi che le tecniche tradizionali non permettono. Shashank Gupta, studente laureato e co-autore, ha sottolineato che i robot contribuiscono a raggiungere una precisione elevata nella costruzione di travi e colonne.

Il laboratorio di Moini utilizza grandi robot industriali insieme a tecnologie avanzate di lavorazione dei materiali in tempo reale, il che permette loro di creare rapidamente componenti strutturali di grandi dimensioni. Tuttavia, hanno riscontrato un problema con il calcestruzzo fresco che si deformava sotto il proprio peso. Per risolverlo, hanno sviluppato un sistema di estrusione a due componenti per un controllo migliore.

Questo sistema offre:

• Due ingressi: uno per il calcestruzzo, uno per un acceleratore chimico
• Miscelazione all'interno dell'ugello appena prima dell'estrusione
• Processo di indurimento accelerato
• Minima deformazione nei livelli inferiori

Regolando con cura la quantità di accelerante, hanno migliorato il controllo sulla struttura. Questi miglioramenti rendono il calcestruzzo più resistente e gradevole esteticamente. Si tratta di un significativo progresso nella progettazione e costruzione edilizia, con la possibilità di edifici e infrastrutture più duraturi.

Questa tecnologia trova applicazione in molteplici ambiti. Può essere utilizzata sia nelle abitazioni che nei grandi progetti edilizi, rendendo gli edifici più resistenti e esteticamente gradevoli.