Россия
Россия
Россия
ВАК 2.1.5 Строительные материалы и изделия
ВАК 2.1.8 Проектирование и строительство дорог, метрополитенов, аэродромов, мостов и транспортных тоннелей
ВАК 2.1.12 Архитектура зданий и сооружений. Творческие концепции архитектурной деятельности
УДК 666.97 Промышленное приготовление растворов и бетона. Производство бетонных и железобетонных изделий
ГРНТИ 67.11 Строительные конструкции
ББК 385 Строительные конструкции
ТБК 5414 Строительные конструкции
Предложено технологическое решение по использованию текстильного армирования при возведении стеновых конструкций с применением аддитивных технологий. Данное решение подразумевает предварительное изготовление армирующих каркасов из текстильной армирующей сетки со встроенным слоем внутристенной теплоизоляции. Используется щелочестойкая основовязаная сетка из стекловолокна. Обработка армирующих сеток жидким стеклом повышает прочностные характеристики результирующего композита – текстильно-армированного бетона. Подготовленные каркасы раскладываются на печатаемой конструкции по мере движения сопла строительного 3D принтера. По предложенной технологии изготовлены опытные прототипы элементов стеновых конструкций. Применение армирующей сетки позволяет уменьшить затраты ручного труда на связь внешней и внутренней поверхностей печатаемой стены, дает возможность встраивать в возводимую стену теплоизолирующий материал в ходе печати. Также снижаются требования к бетонной смеси, поскольку армирующая сетка способна играть роль опалубки и предотвращать растекание при печати.
3D-печать, аддитивные технологии, мелкозернистый бетон, несъемная опалубка, текстильно-армированный бетон, текстиль-бетон
1. Buchanan C., Gardner L. Metal 3D printing in construction: A review of methods, research, applications, opportunities and challenges // Engineering Structures. 2019. № 180. P. 332-348. DOI:https://doi.org/10.1016/j.engstruct.2018.11.045.
2. Kanyilmaz A., Demir A.G., Chierici M., Berto F., Gardner L., Kandukuri S.Y., Kassabian P., Kinoshita T., Laurenti A., Paoletti I., du Plessis A., Razavi N. Role of metal 3D printing to increase quality and resource-efficiency in the construction sector // Additive Manufacturing. 2022. № 50. P. 102541. DOI:https://doi.org/10.1016/j.addma.2021.102541.
3. Bedarf P., Dutto A., Zanini M., Dillenburger B. Foam 3D printing for construction: A review of applications, materials, and processes. Automation in Construction. 2021. № 130. P. 103861. DOI:https://doi.org/10.1016/j.autcon.2021.103861.
4. Singh S., Ramakrishna S. Berto F. 3D Printing of polymer composites: A short review // Material Design & Processing Communications. 2020. № 2 (2). DOI:https://doi.org/10.1002/mdp2.97.
5. Vanaei S., Parizi M.S., Vanaei S., Salemizadehparizi F., Vanaei, H.R. An Overview on Materials and Techniques in 3D Bioprinting Toward Biomedical Application // Engineered Regeneration. 2021. № 2. P. 1-18. DOI:https://doi.org/10.1016/j.engreg.2020.12.001.
6. Клюев С.В., Клюев А.В., Шорстова Е.С. Фибробетон для 3D аддитивных технологий // Строительные материалы и изделия. 2019. Т. 2. № 4. С. 14-20.
7. Khan M. S., Sanchez F., Zhou H. 3D-printing of concrete: Beyond horizons // Cement and Concrete Research. 2020. №. 33. pp. 106070. DOI:https://doi.org/10.1016/j.cemconres.2020.106070.
8. Nemova D., Kotov E., Andreeva D., Khorobrov S., Olshevskiy V., Vasileva I., Zaborova D., Musorina T. Experimental Study on the Thermal Performance of 3D-Printed Enclosing Structures // Energies. 2022. № 15 (12). P. 4230. DOI:https://doi.org/10.3390/en15124230.
9. Feng P., Meng X., Chen J.F., Ye L. Mechanical properties of structures 3D printed with cementitious powders // Construction and Building Materials. 2015. № 93. P. 486-497. DOI:https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2015.05.132.
10. Lowke D., Dini E., Perro, A., Weger D., Gehlen C., Dillenburger B. Particle-bed 3D printing in concrete construction – Possibilities and challenges // Cement and Concrete Research. 2018. № 112. P. 50-65. DOI:https://doi.org/10.1016/j.cemconres.2018.05.018.
11. Ingaglio J., Fox J., Naito C.J., Bocchini P. Material characteristics of binder jet 3D printed hydrated CSA cement with the addition of fine aggregates // Construction and Building Materials. 2019. № 206. P. 494-503. DOI:https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2019.02.065.
12. Hou S., Duan Z., Xiao J., Ye J. A review of 3D printed concrete: Performance requirements, testing measurements and mix design // Construction and Building Materials. 2021. № 273. P. 121745. DOI:https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2020.121745.
13. Şahin H.G., Mardani A. Mechanical properties, durability performance and interlayer adhesion of 3DPC mixtures: A state-of-the-art review // Structural Concrete. 2023. № 24 (4). P. 5481-5505. DOI:https://doi.org/10.1002/suco.202200473.
14. Buswell R.A., Leal de Silva W.R., Jones S.Z., Dirrenberger J. 3D printing using concrete extrusion: A roadmap for research // Cement and Concrete Research. 2018. № 112. P. 37-49. DOI:https://doi.org/10.1016/j.cemconres.2018.05.006.
15. García-Alvarado R., Moroni-Orellana G., Banda-Pérez P. Architectural evaluation of 3d-printed buildings // Buildings. 2021. № 11 (6). pp. 254. DOI:https://doi.org/10.3390/buildings11060254.
16. Yang L., Sepasgozar S. M. E., Shirowzhan S., Kashani A., Edwards D. Nozzle criteria for enhancing extrudability, buildability and interlayer bonding in 3D printing concrete // Automation in Construction. 2023. № 146. P. 104671. DOI:https://doi.org/10.1016/j.autcon.2022.104671.
17. Xu Y., Yuan Q., Li Z., Shi C., Wu Q., Huang Y. Correlation of interlayer properties and rheological behaviors of 3DPC with various printing time intervals // Additive Manufacturing. 2021. № 47. P. 102327. DOI:https://doi.org/10.1016/j.addma.2021.102327.
18. Ramezani A., Modaresi S., Dashti P., GivKashi M. R., Moodi F., Ramezanianpour A.A. Effects of Different Types of Fibers on Fresh and Hardened Properties of Cement and Geopolymer-Based 3D Printed Mixtures: A Review // Buildings. 2023. № 13 (4). P. 945. DOI:https://doi.org/10.3390/buildings13040945.
19. Liu D., Zhang Z., Zhang X., Chen Z. 3D printing concrete structures: State of the art, challenges, and opportunities // Construction and Building Materials. 2023. № 405. P. 133364. DOI:https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2023.133364.
20. Li W., Lin X., Bao D.W., Min Xie Y. A review of formwork systems for modern concrete construction // Structures. 2022. № 38. P. 52-63. DOI:https://doi.org/10.1016/j.istruc.2022.01.089.
21. Volkova A.A., Paykov A.V., Stolyarov O.N., Semenov S.G., Melnikov B.E. Structure and properties of textile reinforced concrete // Journal of Civil Engineering. 2015. № 59 (7). P. 50-56. DOI:https://doi.org/10.5862/MCE.59.5. URL: https://engstroy.spbstu.ru/article/2015.59.5 (дата обращения: 10.10.2024).
22. Volkova A., Paykov A., Semenov S., Stolyarov O., Melnikov B. Flexural Behavior of Textile-Reinforced Concrete // MATEC Web of Conferences. 2016. № 53. P. 01016. DOI:https://doi.org/10.1051/matecconf/20165301016.
23. Quadflieg T., Leimbrink S., Gries T., Stolyarov O. Effect of coating type on the mechanical performance of warp-knitted fabrics and cement-based composites // Journal of Composite Materials. 2018. № 52 (19). P. 2563-2576. DOI:https://doi.org/10.1177/0021998317750003.
