密歇根大學開發(fā)出可3D打印的新型工程水泥基復合材料（ECC）

早在公元前6500年，敘利亞南部和約旦北部的貝都因人就使用混凝土進行施工。更為著名的是，羅馬人用混凝土建造了斗獸場和萬神殿等建筑物。當時的混凝土由生石灰和一種火山灰制成，然后與浮石混合物混合而成。建筑混凝土的發(fā)展使得羅馬人能夠探索那些使用石頭無法創(chuàng)建的建筑形式，這也使得他們能夠更快建造，因為混凝土允許創(chuàng)建復雜的建筑形式，并消除與石材施工相關的采石和運輸時間。他們的混凝土具有與現(xiàn)代波特蘭水泥相同的抗壓強度，但在中世紀時失去了配方。這意味著它可以承受同等程度的重量。然而，由于沒有加固，測量其抵抗被拉開的能力的拉伸強度遠小于此。

現(xiàn)代混凝土用其他材料加固以補償其拉伸缺陷。第一種加固混凝土的方法是將鋼筋引入濕混合物中，然后硬化到位�，F(xiàn)在用于改善混凝土拉伸強度的其他材料是聚合物或額外復合材料的混合物，其具有或不具有來自鋼筋的額外支撐。這種類型的加固在建筑物可能受到壓力和震動的地區(qū)（如易發(fā)生地震和地震活動頻繁的地區(qū)）尤為重要。

隨著3D打印技術不斷滲入建筑行業(yè)，尋找完美打印的混凝土已經(jīng)變得越來越重要。目前，密歇根大學的一個研究小組正在介紹一種材料，它可能會成為建筑行業(yè)未來發(fā)展的希望。他們并不是第一個創(chuàng)造完美的可打印建筑材料的團隊，但是這種新型工程水泥基復合材料（ECC）存在一些關鍵差異，因為主要研究人員Daniel Soltan解釋說：

“其他可打印的混凝土包括聚合物纖維，這是第一種表現(xiàn)出應變硬化行為的可打印的水泥基復合材料，具有超耐用、自我修復和可彎曲/可拉伸的特性。這種彎曲/拉伸只發(fā)生在傳統(tǒng)混凝土開裂/破壞點以上的荷載下�？纱蛴〉腅CC不僅在這些過度的載荷下發(fā)生彎曲/拉伸，而且還會繼續(xù)承受更大的載荷，即使它正在以微裂紋的形式積累“損傷”。

獲得大分子科學與工程博士學位的Soltan撰寫了一篇論文，解釋了他和他的團隊預計將在未來幾個月在“水泥雜志”上發(fā)表混凝土復合材料。與此同時，在文章發(fā)表之前，3D虎必須等待有關材料及其過程的所有細節(jié)，同時，可以設想這種構造變化可能會在當代建筑的實踐中產(chǎn)生。

AIA的著名建筑師兼評論家Matthew R. Dudzik簡潔地表達了其潛力：“由于這種材料產(chǎn)生的額外強度，用于取代容易獲得的聚合物纖維的鋼筋以及所需水泥的普遍減少，使得該產(chǎn)品對環(huán)境無害。盡管這些材料確實具有適合可打印性的屬性，但是ECC的打印過程尚不完全清楚。如果打印ECC的過程允許它像3D打印項目一樣容易做到，則會產(chǎn)生非規(guī)范的幾何圖形，這可能會對我們的構建環(huán)境產(chǎn)生巨大的影響�？紤]到ECC性能的提高以及數(shù)字時代的架構和設計可能性，這些材料可以輕松實現(xiàn)現(xiàn)今仍然是概念性的空間�！�

這將是衡量這種產(chǎn)品價值的真正標準：不僅僅是將人類可以做的事情進行機械化，而是為以前無法實現(xiàn)的形式創(chuàng)造可能性。這就是3D打印的“潛力”，也是其對創(chuàng)造世界貢獻性質的基礎。如果是這樣的話，這可能只是開發(fā)新的建筑詞匯的開始，就像混凝土首先將對話從柱子和門楣轉移到拱門和拱頂一樣。

來源：3D虎