Розробка розчинів для 3D-друку на основі системи в’яжучих речовин CaO–Al2O3–SO3–H2O

Abstract

UK: Постановка проблеми. Світ розвивається, що несе за собою зміни. Змін зазнають і будівельні технології та матеріали. Для найскорішого відновлення інфраструктури та ліквідації наслідків війни потрібно застосовувати сучасні та ефективні методи будівництва. У будівництві нових споруд уже зараз можна впроваджувати технології, які працюють на скорочення часу будівництва, збільшення терміну служби будівельних структур, зменшення витрат на працю й ресурси та досягнення економічних переваг. Через те, що 3D-друк у будівництві – досі нова технологія та не має чітких нормативних вимог, розроблення складу сумішей стає важливим аспектом у світі будівельних матеріалів. Мета дослідження – розкрити інноваційну технологію 3D-друку в будівництві, показати її переваги та недоліки в експлуатації. Розробити розчини для 3D-друку на основі системи в’яжучих речовин CaO–Al2O3–SO3–H2O. Показати вплив добавок на фізико-механічні властивості розчинів. Висновки. Проаналізовано технологію 3D-друку в будівництві, показано її переваги та недоліки. Виконано експериментальні лабораторні дослідження для розроблення в’яжучих композитів для розчинів 3D-друку. Результати досліджень показують значне скорочення часу тужавлення композиту та збільшення його міцнісних здатностей на ранньому проектному віці завдяки використанню добавок. Прискорювач Mapei Mapequick AFK 777 пришвидшив кінець тужавлення з доби до 6 хвилин, тобто у 240 разів, а наявність нанодобавки, а саме тауриту, збільшила міцність в’яжучого на стиск учетверо. Суперпластифікатор Sika ViscoCrete G2 підтримував необхідну текучість в’яжучого, не збільшуючи водотвердне відношення у разі додавання інших добавок.

EN: Problem statement. The world is developing, which brings changes. Construction technologies and materials are also undergoing changes. Modern and efficient construction methods must be used to restore the infrastructure as soon as possible and eliminate the consequences of the war. In the construction of new structures, technologies can already be implemented that work to reduce construction time, increase the service life of building structures, reduce labor and resource costs, and achieve economic benefits. Due to the fact that 3D printing in construction is still a new technology and does not have clear regulatory requirements, the development of the composition of mixtures is an important aspect in the world of building materials. Purpose of the study is to reveal the innovative technology of 3D printing in construction, to provide its advantages and disadvantages in operation. Develop solutions for 3D printing based on the CaO–Al2O3–SO3–H2O binder system. Show the effect of additives on the physical and mechanical properties of solutions. Conclusion. 3D printing technology in construction was analyzed, its advantages and disadvantages were provided. Experimental laboratory studies were carried out for the development of binder composites for 3D printing solutions. Research results show a significant reduction in the hardening time of the composite and an increase in its strength capabilities at an early design age due to the use of additives. Accelerator Mapei Mapequick AFK 777 accelerated the end of hardening from 1 day to 6 minutes, i.e. 240 times, and the presence of nanopowder, namely taurite, increased the compressive strength of the binder by 4 times. Sika ViscoCrete G2 superplasticizer maintained the necessary fluidity of the binder without increasing the water-hardening ratio when other additives were added.