Sustainable development in building engineering – hempcrete in 3D printing technology

• Autorzy: Piechówka-Mielnik Magdalena , Bednarz Łukasz , Krupa Michał , Wojciechowska Gabriela , Dolińska Noëlla

Identyfikatory

DOI

10.15199/33.2025.09.17

Warianty tytułu

PL

Zrównoważony rozwój w budownictwie – beton konopny w technologii druku 3D

• Języki publikacji: EN PL

Abstrakty

EN

The paper presents applications of 3D concrete printing technology and reinforcement of mixtures with hemp fibers. It discusses the requirements for 3D printable concretes, fiber properties, and their impact on the rheology and mechanical parameters of mixtures. The results of studies on cement mixtures with fiber addition are presented, considering the effect of the w/c ratio on consistency and print quality. Combining 3D printing with natural fibers supports sustainable construction.

PL

W artykule przedstawiono zastosowanie technologii druku 3D betonu i zbrojenia mieszanek włóknami konopnymi. Omówiono wymagania dotyczące betonów do druku 3D, właściwości włókien oraz ich wpływ na reologię i parametry mechaniczne mieszanek, a także wyniki badań mieszanek cementowych z dodatkiem włókien, uwzględniając wpływ współczynnika w/c na konsystencję i jakość wydruku. Połączenie druku 3D z naturalnymi włóknami wspiera zrównoważone budownictwo.

Słowa kluczowe

EN

3D printing; hempcrete; cement composite; hemp fibre; concrete mixture; laboratory testing; rheological properties; sustainable construction

PL

druk 3D; beton konopny; kompozyt cementowy; włókno konopne; mieszanka betonowa; badanie laboratoryjne; właściwości reologiczne; budownictwo zrównoważone

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Materiały Budowlane
• Rocznik: 2025
• Tom: nr 9
• Strony: 129--135
• Opis fizyczny: Bibliogr. 16 poz., il., tab.

Twórcy

autor

Piechówka-Mielnik Magdalena

• Politechnika Wrocławska, Wydział Budownictwa Lądowego i Wodnego

• https://orcid.org/0000-0003-1172-9238

autor

Bednarz Łukasz

• Politechnika Wrocławska, Wydział Budownictwa Lądowego i Wodnego

• https://orcid.org/0000-0002-1245-6027

autor

Krupa Michał

• Politechnika Krakowska, Wydział Architektury

• https://orcid.org/0000-0002-2199-0598

autor

Wojciechowska Gabriela

• Szkoła Doktorska Politechniki Wrocławskiej

• https://orcid.org/0000-0001-7041-5373

autor

Dolińska Noëlla

• Szkoła Doktorska Politechniki Wrocławskiej

• https://orcid.org/0009-0007-7163-0375

Bibliografia

• [1] Le T.T., Austin S.A., Lim S., Buswell R.A., Gibb A.G.F., Thorpe T. Mix design fresh properties for high-performance printing concrete. Mater Struct. 2021;45:1221-1232.
• [2] Placzek G., Schwerdtner P. A global snapshot of 3D-printed buildings: uncovering robotic-oriented fabrication strategies. Buildings. 2024;14:3410. https://doi.org/10.3390/buildings14113410.
• [3] Heidelberg Materials. Größtes 3D-gedrucktes Gebäude Europas. https://www.heidelbergmaterials.de/de/media/baufachpresse/groesstes-3d-gedrucktes-gebaeude-europas [accessed: 28 Apr. 2025].
• [4] Lim S., Buswell R.A., Le T.T., Austin S.A., Gibb A.G.F., Thorpe T. Developments in construction-scale additive manufacturing processes. Automat Constr. 2012;21:262-268.
• [5] Buswell R.A., Leal de Silva W.R., Jones S.Z., Dirrenberger J. 3D printing using concrete extrusion: a roadmap for research. Cem Concr Res. 2018;112:37-49. https://doi.org/10.1016/j.cemconres.2018.05.006.
• [6] Le T.T., Austin S.A., Lim S., Buswell R.A., Law R., Gibb A.G.F., Thorpe T. Hardened properties of high-performance printing concrete. Cem Concr Res. 2012;42:558-566.
• [7] Ma G.W., Wang L., Ju Y. State-of-the-art of 3D printing technology of cementitious material – an emerging technique for construction. Sci China Technol Sci. 2018;61:475-495. https://doi.org/10.1007/s11431-016-9077-7.
• [8] Sokołowski P., Kossakowski P. Kompozyt wapienno-konopny – materiał ekologiczny. Zesz Nauk Pol Częst Bud. 2019;1:230-234. https://doi.org/10.17512/znb.2019.1.36.
• [9] Yemesegen E.B., Memari A.M. A review of experimental studies on cob, hempcrete, and bamboo components and the call for transition towards sustainable home building with 3D printing. Constr Build Mater. 2023;339:132603. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2023.132603.
• [10] Gołębieski M. Kompozyty konopno-wapienne (hempcrete). Materiały Budowlane 2016;7:91-94. https://doi.org/10.15199/33.2016.07.29.
• [11] Gołębieski M., Pietruszka B. Efektywność energetyczna budynków wykonanych w technologii kompozytów wapienno-konopnych. Materiały Budowlane 2023;1:38-41. https://doi.org/10.15199/33.2023.01.09.
• [12] Yadav M., Saini A. Opportunities and challenges of hempcrete as a building material for construction: an overview. Mater Today Proc. 2022;65:2021-2028. https://doi.org/10.1016/j.matpr.2022.05.576.
• [13] Arnold J., Smith D.A. 3D printed polylactic acid – hemp fiber composites: mechanical, thermal, and microcomputed tomography data. Data Brief. 2021;39:107534. https://doi.org/10.1016/j.dib.2021.107534.
• [14] Beg M.D.H., Pickering K.L., Akindoyo J.O., Gauss C. Recyclable hemp hurd fibre-reinforced PLA composites for 3D printing. J Mater Res Technol. 2024;33:4439-4447. https://doi.org/10.1016/j.jmrt.2024.10.082.
• [15] Sultan R., Skrifvars M., Khalili P. 3D printing of polypropylene reinforced with hemp fibers: mechanical, water absorption and morphological properties. Heliyon. 2024;10:e26617. https://doi.org/10.1016/j.heliyon.2024.e26617.
• [16] Valin Fernandez M., Monsalves Rodriguez M.A., Medina Muñoz C.A., Palacio D.A., Oñate Soto A.G., Valin Rivera J.L., Valenzuela Diaz F.R. Cationized hemp fiber to improve the interfacial adhesion in PLA composite. Polymers. 2025;17:652. https://doi.org/10.3390/polym17050652.