La FIU riceve 3,2 milioni di dollari dal Corpo degli Ingegneri dell’Esercito per la ricerca sulla stampa 3D Ultra

Università per generare progressi nella costruzione di edifici, nella logistica

Di David Drucker

7 dicembre 2022 alle 14:44

La FIU ha ricevuto una sovvenzione di 3,2 milioni di dollari dal Corpo degli Ingegneri dell’Esercito per ricercare la stampa 3D di calcestruzzo ad altissime prestazioni (UHPC). La ricerca innovativa mira ad aiutare il personale militare e i professionisti del settore a creare strutture extra resistenti e personalizzate su richiesta.

L'UHPC è più forte e più durevole del calcestruzzo tradizionale. Si prevede che il materiale diventerà molto importante per il settore delle costruzioni nei prossimi anni, ha affermato Atorod Azizinamini, direttore della ricerca e innovazione sulle infrastrutture presso l'Ufficio di ricerca e sviluppo economico e professore di ingegneria civile presso il College of Engineering & Computing della FIU.

"Solo un guscio di UHPC avvolto attorno a una struttura ne aumenta la resistenza totale", ha affermato Azizinamini, ricercatore principale della sovvenzione. "Le proprietà dell'UHPC ci consentono di realizzare strutture più piccole e leggere. Ciò si traduce in un risparmio energetico e in una minore impronta di carbonio."

Un altro grande vantaggio dell’UHPC è che è difficile che l’acqua penetri. Questo è importante perché se una sostanza come l'acqua salata penetra nel cemento di un edificio e raggiunge l'acciaio di rinforzo, può causare corrosione.

"L'idea di ottenere un calcestruzzo di altissima qualità è aumentare il tempo impiegato dal cloruro nell'acqua per penetrare nel calcestruzzo e raggiungere l'acciaio", ha affermato Kingsley Lau, professore associato presso il Dipartimento di ingegneria civile e ambientale e co-autore. ricercatore principale della sovvenzione.

Con la stampa 3D UHPC, qualcuno può teoricamente creare pezzi di costruzione personalizzati ed elaborati semplicemente inviando un file a una macchina. Ad esempio, il personale militare sul campo potrebbe stampare travi di sostegno per i ponti e un operaio edile in un’area remota potrebbe stampare un pezzo di rinforzo per un edificio. Tutto ciò che servirebbe è il materiale UHPC, una stampante e un progetto. Sarebbe una svolta logistica.

La sfida con la stampa UHPC è che ogni strato inizia a solidificarsi man mano che viene steso, in modo simile a come un marciapiede è gelatinoso prima di indurirsi. Quando gli strati di cemento vengono impilati in un disegno stampato, possono formarsi incongruenze in corrispondenza delle giunture.

La ricerca della FIU si concentrerà sulla determinazione delle esatte composizioni chimiche dell'UHPC che impediscono meglio la formazione di queste cuciture vulnerabili. I professori forniranno raccomandazioni per tre tipi di stampa 3D: strati di stampa, strati di spruzzatura e un nuovo tipo di stampa per estrusione che la FIU sta brevettando. Avere una "lista degli ingredienti" specifica per l'UHPC aiuterà anche a tenere conto del fatto che il calcestruzzo è spesso di provenienza locale e la sua composizione chimica può cambiare da un luogo all'altro.

La sovvenzione è stata garantita con il sostegno dei membri del Congresso.

"Si tratta di un importante investimento da parte del Corpo dell'Esercito nei confronti della Florida International University, che aiuterà a mantenere la nostra prontezza di difesa, promuovendo ulteriormente l'innovazione e creando posti di lavoro per la nostra forza lavoro in Florida", ha affermato il rappresentante degli Stati Uniti Mario Diaz-Balart, membro in carica del Transportation , sottocommissione per gli stanziamenti per l'edilizia abitativa e lo sviluppo urbano della Camera dei rappresentanti degli Stati Uniti.

La ricerca arriva in un momento in cui l’UHPC sta diventando sempre più conveniente e pratico da usare. Azizinamini stima che un metro cubo di materiale venga venduto a meno del 10% del prezzo di quando è stato rilasciato per la prima volta in commercio. Sono in fase di sviluppo anche le specifiche di progettazione degli edifici attorno all'UPHC. La ricerca della FIU cerca di sbloccare una nuova ondata di progressi attorno a questo materiale da costruzione emergente.

"Sono così orgoglioso di sostenere le soluzioni innovative che la FIU sta sviluppando, che contribuiranno a garantire che le nostre installazioni costiere siano più resilienti", ha affermato la deputata statunitense Debbie Wasserman Schultz, presidente della sottocommissione per le costruzioni militari e gli affari dei veterani della commissione per gli stanziamenti della Camera.