Модульний 3D-друкований бетонний міст випробувано та представлено у Венеції

Адитивне виробництво впроваджується в усьому світі в будівництві мостів, віадуків та інших цивільних інженерних проєктах завдяки його здатності підвищувати ефективність використання матеріалів, одночасно зменшуючи витрати та час будівництва.

Команда дослідників та галузевих партнерів представила новий дизайн 3D-друкованого мосту, який представлений на виставці Time Space Existence Європейського культурного центру у Венеції, що триватиме з 10 травня по 23 листопада 2025 року.

      
    
   Проєкт, очолюваний професором доктором Масудом Акбарзаде, засновником дизайнерської практики Massive Form та директором Лабораторії поліедричних структур Пенсильванського університету, у партнерстві зі швейцарською компанією Sika Group, досліджує, як обчислювальна геометрія та роботизований 3D-друк можуть бути застосовані до бетонного будівництва таким чином, щоб підвищити ефективність, адаптивність та сталий розвиток.
  Відома як Diamanti, конструкція сформована з дев'яти збірних бетонних сегментів, кожен з яких виготовлений з двокомпонентної цементної суміші, розробленої Sika, та надрукованої за допомогою роботизованої руки. Геометрія кожного сегмента включає порожнисті профілі та візерунчасті поверхні, що підтримують структурну цілісність, одночасно знижуючи вміст вуглецю.

     

     Сегменти збираються за допомогою восьми незалитих сталевих тросів у системі попереднього натягу, метод, який дозволяє уникнути використання клеїв та затирки, що робить весь міст повністю розбірним та придатним для переробки.

Для цього проєкту на сьогоднішній день побудовано дві версії мосту Diamanti. Перша, 2,5-метровий прототип, виготовлений голландською компанією Vertico, є експонатом, який демонструється у Венеції. Побудований у Франції компанією Carsey3D, другий розширюється до 10 м і пройшов випробування на прольоті 9 м, що підтверджує, що систему можна масштабувати для практичного використання.

Його структурна логіка формується за допомогою поліедричної графічної статики (PGS) – методу, який відображає потік сил стиску та розтягу через поліедричний каркас. Цей підхід призводить до створення сегментів з ромбоподібними антикластичними поверхнями, які забезпечують жорсткість, ефективніше розподіляють навантаження та розрізають бетон без шкоди для міцності.

         
    
      Хоча глибина демонстраційної моделі становить лише 26 см, ті ж принципи можна застосовувати до набагато довших прольотів. Модульний формат має на меті обмежити відходи під час виробництва, полегшити транспортування компонентів та зробити демонтаж простим після закінчення терміну служби мосту.

         

       Робота над мостом об'єднала експертизу з кількох галузей. Інженерна фірма AEVIA, що займається системами пост-натягу, поставила цю систему, дослідники з Міського коледжу Нью-Йорка (CCNY) та Університету Вілланова провели незалежний структурний аналіз, а інститут Центру досліджень та досліджень бетонної промисловості (CERIB) у Франції провів випробування навантаженням.

Разом ці внески перетворили Diamanti на робочий прототип низьковуглецевої, знімної інфраструктури, що поєднує обчислювальний дизайн з новими матеріалами та адитивним виробництвом.