Ehituse ja arhitektuuri instituudi doktorant Lauri Hass kaitseb 24. jaanuaril 2025 algusega kell 12:00 oma doktoritööd "Helical Reinforcement in 3D Printed Concrete. Development and Characterization of a Novel Reinforcement Technique" ("Heeliksarmatuur 3D-prinditud betoonis. Uudse armeerimistehnika väljatöötamine ja iseloomustamine"). Doktoritöö on valminud ühisjuhendamise lepingu raames koostöös Eindhoveni Tehnikaülikooliga. Kaitsmine toimub Eindhoveni Tehnikaülikoolis, Hollandis.
Ehitussektor on viimase kahekümne aasta jooksul kogenud tootlikkuse stagnatsiooni mitmete väljakutsete tõttu. Peamisteks probleemideks on piiratud tehnoloogiline innovatsioon, suur sõltuvus käsitsi tööst ning kõikuvad kasumimarginaalid, mis pärsivad investeeringuid teadus- ja arendustegevusse. Samal ajal prognoositakse, et 2060. aastaks kahekordistub ülemaailmne ehitatud põrandapind, mida uute ehitusprojektide
kaudu lisandub üle 230 miljardi ruutmeetri.
Selles kontekstis pakuvad uued automatiseeritud Digitaalse Betooni Tootmistehnoloogiad (DBT), nagu 3D-betooni printimine (3DBP), võimalusi ehitussektori tootlikkuse tõstmiseks. Need tehnoloogiad ei ole siiski veel laialdaselt kasutusele võetud. Betooniprintimise puhul on enamik näidisprojekte piirdunud survestruktuuridega, mis on tingitud praktilise armeerimistehnika puudumisest. Automatiseeritud armeerimistehnika, mida saab integreerida printimisprotsessi ning paigaldada mis tahes suunas prinditud struktuuri suhtes, võib parandada projekteerimise mitmekülgsust ja suurendada 3DBP rakendatavust.
Käesoleva doktoritöö esimene osa uurib heeliksarmeeringu kontseptsiooni rakendatavust ning arendab selle jaoks automatiseeritud paigaldust, kasutades robotmanipulaatorit. Seejärel analüüsitakse heeliksarmeeringu nakketugevust seoses sisestusajaga, arvestades, et printimisprotsess paigaldab kihte järjestikku, mistõttu on paigaldatud materjal protsessi vältel erinevates tardumisetappides. Lisaks hinnatakse heeliksarmeeringu rakendatavust nakketeooria põhjal, et selgitada välja, kas sellele kontseptsioonile saab rakendada traditsioonilisi insenerimeetodeid. Lõpuks demonstreeritakse armeerimistehnikat keerdtrepi tootmisel, kus heeliksarmeeringut kasutatakse peamise armeerimislahendusena.
Doktoritöö on avaldatud Tallinna Tehnikaülikooli raamatukogu digikogus
Juhendajad: teadur Hendrik Naar ja täisprofessor tenuuris Aleksander Klauson (TalTech) ning vanemteadur Freek Bos (Müncheni Tehnikaülikool)
Oponendid:
- Dr. Wim Jansze (Consolis SAS, Holland)
- professor Harald Kloft (Braunschweigi Tehnikaülikool, Saksamaa)
- professor Ulrich Knaack (Delfti Tehnikaülikool, Holland)
- kaasprofessor Constantino Menna (Napoli Federico II Ülikool, Itaalia)
- kaasprofessor Pieter Pauwels (Eindhoveni Tehnikaülikool, Holland)