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伍伦贡大学携手LUYTEN 3D首创免加速剂水下3D混凝土打印技术

伍伦贡大学(UOW)联合澳大利亚LUYTEN 3D公司,开发出全球首个免加速剂水下3D混凝土打印技术。该“单一配比”混凝土在水中即可稳定固化,无需化学加速剂,解决了水下施工混凝土易流失难成型的难题。新技术可直接在海洋、港口、防务设施及浮动风电基础建设中施工或维修,简化部署流程,提升效率和结构安全性,为水下基础设施建造和修复带来革命性突破。

沃伦贡大学(University of Wollongong, UOW)的研究人员与总部位于墨尔本的建筑机器人公司LUYTEN 3D合作,开发了澳大利亚首个水下3D混凝土打印系统。团队还表示,他们创造了全球首个“单一配比”混凝土配方,该配方无需使用化学加速剂即可在水下固化并保持稳定施工性能。

这一突破解决了水下施工长期以来的局限性。传统水下混凝土施工通常依赖多阶段浇筑系统或快速固化化学添加剂以防止混凝土被水冲刷。

项目负责人Dr Aziz Ahmed表示,试验确认这种单一配比方案“不仅在理论上可行,在实践中也切实可行”,既能提供现实应用所需的结构完整性,又简化了水下施工部署的流程。

UOW与LUYTEN团队的方法通过材料设计而非化学加速实现了水下稳定性。通过去除加速剂,这种配方简化了施工过程,并可能降低海洋施工环境中的操作复杂性。

该技术能够直接在水下建造或维修结构,有望减少干船坞作业、海洋工程或长时间基础设施停工的需求。

参与该研究的团队包括结构工程专家Professor Neaz Sheikh、研究员Dr Sheikh Sakib、海洋生物学家Professor Emeritus Andy Davis以及蓝色经济研究员Dr Freya Croft。UOW工程与信息科学学院执行院长、资深教授Gursel Alici称,这项工作解决了一个复杂的材料科学难题。

LUYTEN 3D首席执行官兼全球总裁Ahmed Mahil表示,水下打印技术可能改变海洋环境中基础设施的建造与维修方式。

潜在应用包括国防基础设施、港口、沿海系统以及AUKUS潜艇项目,同时也适用于浮动海上风电场的锚固结构。

此前对水下混凝土3D打印的研究主要集中于解决水下环境中的混凝土流失和稳定性问题。2025年,康奈尔大学研究人员展示了实验性水下3D混凝土打印系统,旨在解决水下材料扩散和放置控制问题。他们的研究凸显了在水下直接打印时维持结构稳定性的技术难题。

可打印混凝土配方的进展也扩展了水泥材料的性能边界。宾夕法尼亚大学的研究人员近期开发了一种可3D打印的混凝土,旨在增强强度并提高碳捕获性能,强调了配比设计在实现新型施工能力中的作用。

海洋基础设施的应用进一步推动了增材制造的发展。佛罗里达国际大学开发了一种3D打印瓷砖系统,旨在用于生态和气候韧性改造海堤。尽管许多类似项目依赖于在海洋环境中安装的预制组件,UOW与LUYTEN 3D的免加速剂单一配比技术则直接针对水下施工,无需多阶段浇筑系统。