ОПТИМИЗАЦИЯ СТРУКТУРЫ МЕЛКОЗЕРНИСТОГО БЕТОНА ДЛЯ СТРОИТЕЛЬНОЙ 3D-ПЕЧАТИ
Аннотация
В статье рассмотрены особенности аддитивных технологических процессов в строительстве. Определены базовые принципы формирования структуры мелкозернистых цементных бетонов для 3D-печати. Основная научно-исследовательская часть данной статьи содержит сравнительный анализ свойств и физико-механических характеристик мелкозернистых бетонных смесей, состав которых варьируется за счет изменения соотношения инертной части заполнителя к базовому вяжущему. В качестве мелкого заполнителя был использован оптимально подобранный двух фракционный состав кварцевого песка, а основным вяжущим был принят общестроительный портландцемент. Полученные в ходе работы результаты демонстрируют изменение реологических характеристик мелкозернистых бетонных смесей в сторону уменьшения их подвижности с увеличением количества инертной части заполнителя. При этом влияние на физико-механические характеристики минимально, класс бетона составил В35.
Полный текст только в pdf
Список литературы
Мухаметрахимов Р. Х. Роль дисперсного армирования в формировании технологических свойств и реологических свойств бетонных смесей для строительной 3D-печати / Р. Х. Мухаметрахимов, П. С. Горбунова // Актуальные проблемы и перспективы развития строительного комплекса. –2019. – С. 270–274.
Лесовик В. С. Классификация активных минеральных добавок для композиционных вяжущих с учетом генезиса / В. С. Лесовик, Л. Д. Шахова, Д. Э. Кучеров и др. // Вестник БГТУ им. В.Г. Шухова. – 2012. – №3. – С. 10–14.
Slavcheva G. S. Rheological Behavior and Mix Design for 3D Printable Cement Paste / G. S. Slavcheva, O. V. Artamonova // Key Engineering Materials. – 2019. – V. 799. – P. 282–289.
Zhang C. Design of 3D printable concrete based on the relationship between flowability of cement paste and optimum aggregate content / C. Zhang, Z. Hou, C. Chen et al. // Cement and Concrete Composites. – 2019. – V. 104. – P. 103406.
Ильина Л. В. Влияние дисперсных минеральных добавок на прочность мелкозернистого бетона / Л. В. Ильина, С. В. Хакимуллина, Д. А. Кадоркин // Наука молодых - будущее России сборник научных статей международной научной конференции перспективных разработок молодых ученых. – 2016. – С. 31–35.
Иващенко Ю. Г. Оценка влияния минеральных добавок природного и техногенного происхождения на кинетику формирования прочности мелкозернистого бетона / Ю. Г. Иващенко // Вестник Саратовского государственного технического университета. – 2010. – Т.4. – №3. – С. 25–29.
Mohan, M. K. Rheological and pumping behaviour of 3D printable cementitious materials with varying aggregate content / M. K. Mohan, A. V. Rahul, K. Van Tittelboom et al. // Cement and Concrete Research. – 2021. – V. 139. – P. 106258.
Malhotra V. Role of supplementary cementing materials in reducing greenhouse gas emissions / V. Malhotra // Concrete Technology for a Sustainable Development in the 21st Century. – London: E&FN Spon, 1999. – P. 226–235.
Bhattacherjee S. Sustainable materials for 3D concrete printing / S. Bhattacherjee, A.S. Basavaraj, A.V. Rahul et al. // Cement and Concrete Composites. – 2021. – V. 122. – P. 104156.
Мухаметрахимов Р. Х. Роль активных минеральных добавок природного происхождения в формировании структуры и свойств гипсоцементно-пуццоланового вяжущего / Р. Х. Мухаметрахимов, А. Р. Галаутдинов // Вестник технологического университета. – 2017. – № 6(20). – С. 60–63.
Le T. T. Mix design and fresh properties for high-performance printing concrete / T. T. Le, S. A. Austin, S. Lim et al. // Materials and Structures. – 2012. – V. 45. – P. 1221–1232.
Mechtcherine V. Extrusion-based additive manufacturing with cement-based materials – production steps, processes, and their underlying physics: a review / V. Mechtcherine, F. P. Bos, A. Perrot, et al. // Cement and Concrete Research. – 2020. – V. 132. – P. 106037.
Buswell R. A. 3D printing using concrete extrusion: a roadmap for research / R. A. Buswell, W. R. Leal de Silva, S. Z. Jones et al. // Cement and Concrete Research. – 2018. – V. 112. – P. 37–49.
Chen Y. A review of printing strategies, sustainable cementitious materials and characterization methods in the context of extrusion-based 3D concrete printing / Y. Chen, S. He, Y. Gan et al. // Journal of Building Engineering. – 2022. – V. 45. – P. 103599.
Biernacki J. J. Cements in the 21st century: challenges, perspectives, and opportunities / J. J. Biernacki, J. W. Bullard, G. Sant et al. // Journal of the American Ceramic Society. – 2017. – V. 100. – P. 2746–2773.
Славчева Г. С. Управление реологическим поведением смесей для строительной 3D-печати: экспериментальная оценка возможностей арсенала «нано» / Г. С. Славчева, О. В. Артамонова. // Нанотехнологии в строительстве. – 2019. – Т. 11. – № 3. – С. 325–334.
Иноземцев А. С. Анализ существующих технологических решений в 3D-печати в строительстве / А. С. Иноземцев, Е. В. Королев, Т. К. Зыонг // Вестник МГСУ. – 2018. – № 17(7). – С. 863–876.
Лунева Д. А. Применение 3D-печати в строительстве и перспективы ее развития / Д. А. Лунева, Е. О. Кожевникова, С. В. Калошина // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета, Строительство и архитектура. – 2017 – Т. 8. – №1. – С. 90–101.