Zaprawa modyfikowana cementem glinowym jako alternatywa dla standardowych materiałów używanych do druku 3D

• Autorzy: Olczyk Norbert , Gierszewska Natalia , Skibicki Szymon

Identyfikatory

DOI

10.5604/01.3001.0053.8467

Warianty tytułu

EN

3D printed mortar with high alumina cement as alternative solution for standard materials used for 3D printing

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Druk 3D betonu to innowacyjna technologia, która rewolucjonizuje branżę budowlaną. Ten zaawansowany proces pozwala na precyzyjne i zautomatyzowane wytwarzanie trwałych struktur z betonu, wykorzystując spoiwa na bazie cementu do druku. Druk 3D betonu oferuje wiele zalet. Po pierwsze, dzięki temu procesowi możliwe jest tworzenie niestandardowych kształtów i wzorów, które są trudne do osiągnięcia tradycyjnymi metodami budowlanymi. Ponadto, dzięki precyzyjnemu sterowaniu drukiem 3D można zminimalizować zużycie materiałów, co przekłada się na oszczędność kosztów i ograniczenie negatywnego wpływu na środowisko. Cement glinowy jako składnik spoiwa powoduje znaczne przyspieszenie czasu wiązania, co może być przydatne w technologii druku 3D. Przedstawione w artykule badania analizują możliwość wykorzystania cementu glinowego do modyfikacji mieszanki betonowej przeznaczonej do druku. Badania wykazały, że przy odpowiedniej kompozycji superplastyfikatora i spoiwa możliwe jest osiągnięcie wymaganych czasów wiązania.

EN

3D printing of concrete is an innovative technology that is revolutionizing the construction industry. This advanced process allows for the precise and automated production of durable concrete structures using cement-based binders for printing. 3D concrete printing offers many advantages. Firstly, thanks to this process, it is possible to create custom shapes and patterns that are difficult to achieve with traditional construction methods. Additionally, through precise control of 3D printing, the use of materials can be minimized, resulting in cost savings and a reduced negative environmental impact. Moreover, alumina cement as a binder component significantly accelerates the setting time, which can be useful in 3D printing technology. The research presented in the article analyzes the possibility of using alumina cement to modify the concrete mix intended for printing. Studies have shown that with the appropriate composition of superplasticizer and binder, it is possible to achieve the required setting times.

Słowa kluczowe

PL

druk 3D; beton; zaprawa; cement glinowy; beton drukowany

EN

3D concrete printing; concrete; mortar; high-alumina cement; calcium aluminate cement

• Wydawca: BUILDER CORP Sp. z o.o.
• Czasopismo: Builder
• Rocznik: 2023
• Tom: R.27, nr 9
• Strony: 20--23
• Opis fizyczny: Bibliogr. 17 poz., il., tab.

Twórcy

autor

Olczyk Norbert

• ZUT, Wydział Budownictwa i Inżynierii Środowiska, Szczecin

• https://orcid.org/0000-0002-4261-4946

autor

Gierszewska Natalia

• ZUT, Wydział Budownictwa i Inżynierii Środowiska, Szczecin

• https://orcid.org/0009-0008-8863-7976

autor

Skibicki Szymon

• ZUT, Wydział Budownictwa i Inżynierii Środowiska, Szczecin

• https://orcid.org/0000-0002-2918-7759

Bibliografia

• [1] Hoffmann M., Żarkiewicz K., Zieliński A., Skibicki S., Marchewka Ł., Foundation Piles-A New Feature for Concrete 3D Printers. „Materials” 2021;14(10). https://doi.org/10.3390/ma14102545.
• [2] Puzatova A., Shakor P., Laghi V., Dmitrieva M., Large-Scale 3D Printing for Construction Application by Means of Robotic Arm and Gantry 3D Printer: A Review. „Buildings” 2022;12(11):2023. https://doi.org/10.3390/buildings12112023.
• [3] Ma G., Wang L., A critical review of preparation design and workability measurement of concrete material for largescale 3D printing. „Front. Struct. Civ. Eng.” 2017;22(6):673. https://doi.org/10.1007/s11709-017-0430-x.
• [4] Skibicki S., Ocena jakości ściany wykonanej w technologii druku 3D za pomocą systemu analizy obrazu. „Inżynieria i Budownictwo” 2022;3-4:124-7.
• [5] Hoffmann M., Skibicki S., Pankratow P., Zieliński A., Pajor M., Techman M., Automation in the Construction of a 3D-Printed Concrete Wall with the Use of a Lintel Gripper. „Materials” 2020;13(8):1800. https://doi.org/10.3390/ma13081800.
• [6] Skibicki S., Kaszyńska M., Federowicz K., Techman M., Zieliński A., Olczyk N. et al. Druk 3D kompozytów betonowych metodą przyrostową - doświadczenia zespołu szczecińskiego. „Inżynieria i Budownictwo” 2021;77(7):328-33.
• [7] Kaszyńska M., Hoffmann M., Skibicki S., Zielinski A., Techman M., Olczyk N. et al. Evaluation of suitability for 3D printing of high performance concretes. MATEC Web Conf. 2018;163:1002. https://doi.org/10.1051/matecconf/201816301002.
• [8] Skibicki S., Kaszyńska M., Problemy w technologii druku 3D kompozytów cementowych. „Budownictwo, Technologie, Architektura” 2022;2(98):56-9.
• [9] Das A., Reiter L., Mantellato S., Flatt R.J., Early-age rheology and hydration control of ternary binders for 3D printing applications. „Cement and Concrete Research” 2022;162(1):107004. https://doi.org/10.1016/j.cemconres.2022.107004.
• [10] Skibicki S., Kaszyńska M., Wahib N., Techman M., Federowicz K., Zieliński A. et al. Properties of Composite Modified with Limestone Powder for 3D Concrete Printing. In: Bos F.P., Lucas S.S., Wolfs R.J.M., Salet T.A.M., editors. Second RILEM International Conference on Concrete and Digital Fabrication. Cham: Springer International Publishing; 2020, p. 125-134.
• [11] Skibicki S., Pułtorak M., Kaszyńska M., Hoffmann M., Ekiert E., Sibera D., The effect of using recycled PET aggregates on mechanical and durability properties of 3D printed mortar. „Construction and Building Materials” 2022;335(2):127443. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2022.127443.
• [12] PN-EN 196-3:2016. Metody badania cementu. Część 3: Oznaczanie czasów wiązania i stałości objętości.
• [13] PN-EN 12350-2:2011. Badania mieszanki betonowej. Część 2: Badanie konsystencji metodą opadu stożka.
• [14] Casagrande L., Esposito L., Menna C., Asprone D., Auricchio F., Effect of testing procedures on buildability properties of 3D-printable concrete. „Construction and Building Materials” 2020;245:118286. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2020.118286.
• [15] Wolfs R.J.M., Bos F.P., Salet T.A.M., Early age mechanical behaviour of 3D printed concrete: Numerical modelling and experimental testing. „Cement and Concrete Research” 2018;106:103-16. https://doi.org/10.1016/j.cemconres.2018.02.001.
• [16] Ivanova I., Mechtcherine V., Possibilities and challenges of constant shear rate test for evaluation of structural build-up rate of cementitious materials. „Cement and Concrete Research” 2020;130:105974. https://doi.org/10.1016/j.cemconres.2020.105974.
• [17] Cho S., Kruger J., Bester F., van den Heever M., van Rooyen A., van Zijl G., A Compendious Rheo-Mechanical Test for Printability Assessment of 3D Printable Concrete. In: Bos F.P., Lucas S.S., Wolfs R.J.M., Salet T.A.M., editors. Second RILEM International Conference on Concrete and Digital Fabrication. Cham: Springer International Publishing; 2020, s. 196-205.

Uwagi

Artykuł umieszczony w części "Builder Science"

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa nr SONP/SP/546092/2022 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2024).