El refuerzo de hormigón impreso en 3D es un mecanismo en el que la resistencia a la tracción y la ductilidad del hormigón impreso en 3D se mejoran utilizando una amplia gama de técnicas de refuerzo, que incluyen mallas de refuerzo, cables, barras o fibras.
El refuerzo de hormigón impreso en 3D es vital para la aplicación a gran escala de la nueva tecnología. Las tecnologías de anclaje y refuerzo varían significativamente. Para elementos no estructurales, la aplicación de refuerzo no estructural como el refuerzo de fibra no es inusual.
Entonces, ¿cómo son duraderas las casas impresas en 3D sin refuerzo de acero? Las casas impresas en 3D son duraderas sin refuerzo de acero al optimizar la forma del diseño, limitar la altura y usar; mallas o fibras, o anclajes externos.
Las primeras investigaciones en tecnología de impresión 3D de hormigón se centraron principalmente en el desarrollo de tecnologías de materiales de mezclas de hormigón/cemento. Actualmente, la impresión basada en extrusión de material de hormigón es preferible tanto en términos de rentabilidad como de disponibilidad de tecnología. Por lo tanto, la mayoría de estos refuerzos actualmente en desarrollo o ya desarrollados son aptos para la tecnología de impresión 3D basada en extrusión.
La impresión 3D llegó para quedarse
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Tipos de refuerzos de casas impresos en 3D: por qué se puede hacer sin acero
Al igual que en el hormigón convencional, el refuerzo en la impresión 3D de hormigón se puede clasificar según el método de acción o el método de colocación. Los métodos de colocación del refuerzo son la coinstalación, la postinstalación y la preinstalación. Los ejemplos incluyen mallas preinstaladas, cables postensados y fibras mezcladas con concreto.
Ejemplos de refuerzo pasivo y activo en hormigón impreso en 3D son los cables de postensado y las barras de refuerzo utilizadas para pretensar elementos segmentados. La mayoría de los refuerzos en hormigón y hormigón impreso en 3D han sido, de forma conservadora, acero.
Refuerzos habituales en la impresión 3D
Mallas de refuerzo
Además, popularmente utilizadas como técnica de refuerzo pasivo, las mallas de refuerzo implican el uso de mallas de alambre soldadas que se colocan entre las capas impresas de las losas sin necesidad de ninguna red. Las mallas de refuerzo también se pueden usar para imprimir elementos de pared fabricados y montados en el lugar.
A diferencia del método de las barras de refuerzo, los carretes de malla se desenrollan simultáneamente delante de la boquilla de la impresora 3D para proporcionar un refuerzo tanto vertical como horizontal a los elementos impresos. Este método también compensa la falta de estructura en el estado de hormigón fresco, además de actuar como refuerzo en el estado endurecido.
Barras de acero de refuerzo
La popularidad y la alta disponibilidad de barras corrugadas o barras corrugadas como método de refuerzo estructural pasivo en un sistema de hormigón conservador hacen que este refuerzo sea buscado en un hormigón impreso en 3D. Se levantan para reforzar jaulas, donde se imprime hormigón para formar vigas y elementos de pared. Esto convierte a las barras de refuerzo, en una estrategia eficaz para la preinstalación.
También puede instalar jaulas de barras de refuerzo dentro de encofrados de hormigón impreso con elementos no estructurales y rellenar los orificios con lechada. Se trata de un refuerzo postinstalado que ha demostrado ser muy rentable. Sin embargo, se requiere atención a la interfaz entre el hormigón impreso y el acero.
Refuerzo de fibra
Incluir fibra en la mezcla brinda una amplia gama de méritos, como en el caso del concreto conservador. La velocidad de hidratación más rápida y los requisitos de mayor contenido de cemento del hormigón impreso lo hacen propenso a las tensiones térmicas y al agrietamiento por contracción. El uso de fibras (estructurales y no estructurales) puede ayudar a contrarrestarlos bastante bien. Los refuerzos de fibra también se pueden utilizar para imprimir estructuras de láminas, ya que convertir los momentos de flexión en una fuerza axial requiere un hormigón de alta rigidez y tenacidad.
Cuando se alinea correctamente, la fibra puede proporcionar la mayor rigidez y tenacidad necesarias. También puede mejorar la resistencia a la tracción por flexión con la adición de fibras de PVA o acero estructural. Todas estas propiedades hacen del hormigón reforzado con fibra un material más adecuado para trabajos de encofrado de impresión 3D. La cohesión del hormigón en estado fresco, muy importante para la planificación, se puede mejorar mediante el uso de fibras no estructurales como el basalto o el polipropileno.
Conectores de anclaje externo
Estos refuerzos se instalan en elementos de truss para conectarlos a unidades similares mediante barras roscadas expuestas. Esta técnica asegura la fabricación más rápida de unidades ligeras. Es probable que el refuerzo expuesto sufra corrosión cuando se instale en un entorno exterior.
La durabilidad de las casas impresas en 3D
Las casas impresas en 3D se están volviendo populares todos los días. Sin embargo, algunas personas aún desconfían de la durabilidad y la calidad de algunas casas impresas en 3D. ¿Son duraderas las casas impresas en 3D? ¿Son confiables?
Las casas impresas en 3D son más duraderas en comparación con otros métodos de construcción, principalmente debido a los materiales utilizados. Las estructuras impresas en 3D se fabrican principalmente con hormigón. Cuando hablamos de casas impresas en 3D, puede imaginar que simplemente estamos imprimiendo los paneles de plástico con las impresoras 3D normales. Sin embargo, este no es el caso de las casas impresas en 3D. Todas las casas impresas en 3D se crean con hormigón. El material de hormigón es muy duradero, por lo que las estructuras hechas con él pueden durar décadas con un buen mantenimiento.
Por ejemplo, los bloques de hormigón suelen durar al menos 100 años. Por otro lado, se espera que las casas impresas en 3D duren casi lo mismo, según la mezcla de materiales o el tipo de refuerzo utilizado.
Riesgos y formas potenciales de superarlo
Las casas impresas en 3D se imprimen una capa a la vez. Cada capa posterior añadida se imprime sobre la anterior hasta conseguir la forma deseada. En caso de que una capa no se adhiera bien a la capa anterior colocada, la adherencia inadecuada puede provocar una rotura o simplemente grietas entre las capas. Sin embargo, puede agregar resistencia y durabilidad a su estructura impresa en 3D aumentando la densidad del relleno, mejorando el grosor de la pared, instalando refuerzos y aumentando la cantidad de paredes para la estructura.
Esto no significa que las casas 3D no sean seguras. Las casas 3D son lo suficientemente seguras para soportar la mayoría de las fuerzas adicionales. Puede confiar en que su casa impresa en 3D resistirá incendios y terremotos, entre otras fuerzas.
Lugares donde es imprescindible, como California (debido a los terremotos)
Las casas impresas en 3D se pueden diseñar de manera única para resistir temblores (terremotos), impactos (escombros) y fuerza sostenida (huracanes). Puede construir estructuras fuertes capaces de soportar vientos muy fuertes, flotar en inundaciones e incluso moverse fácilmente y de forma económica.
Las casas impresas en 3D son prácticas, asequibles y capaces de resistir terremotos. Esto ha hecho que la tecnología se aplique en lugares más propensos a los terremotos, como California.
Para ir finalizando
Para obtener más información sobre terremotos y estructuras impresas en 3D, consulte nuestra publicación titulada «¿Puede la casa impresa en 3D resistir los terremotos? Limitaciones de diseño y cimentación“
Si bien puede sonar como una película que está viendo, es muy real que puede imprimir una casa en 3D. Las casas impresas en 3D son fuertes y duraderas, al igual que los bloques y las estructuras de mortero. Algunos expertos en este campo incluso han argumentado que las estructuras impresas en 3D son más duraderas en comparación con otros modelos, ya que no requiere el uso de barras de refuerzo, que son propensas a oxidarse con el tiempo. Si bien algunas estructuras impresas en 3D están reforzadas con barras de refuerzo, no es un material de uso común para este proceso.
Si bien es posible que tengamos algunos desafíos con los modelos 3D, las casas impresas en 3D ofrecen una amplia gama de ventajas en comparación con otros modelos regulares. La tecnología de impresión 3D no solo permite una construcción más rápida y una mayor versatilidad, sino que también es respetuosa con el medio ambiente y más rentable en comparación con otros modos de construcción.