АннотацияОб авторахСписок литературы
Рассматривается наиболее распространенный на сегодняшний день подход к применению технологии аддитивного строительного производства, предусматривающий печать контура зданий и сооружений с созданием несъемной бетонной опалубки для возведения несущих и ограждающих конструкций. Исследуются особенности работы несъемной опалубки под действием бокового давления бетонной смеси. Приводятся результаты реализованного на базе НИИ СМиТ НИУ МГСУ этапа экспериментальных исследований, в рамках которого изучались прочностные характеристики образцов, отобранных из однослойных бетонных конструкций, изготовленных с применением технологии аддитивного строительного производства, а также несущая способность фрагментов несъемной опалубки прямоугольной и замкнутой цилиндрической формы под воздействием моделируемого давления подвижной бетонной смеси. В ходе работы изучено влияние на прочность и несущую способность формообразующих элементов несъемной опалубки таких параметров, как ширина и высота печатного слоя, а также наличие холодных швов между отдельными слоями напечатанной конструкции. Выполнение работы направлено на ускорение внедрения передовых технологий в строительстве в части создания научно-технического задела для развития аддитивного строительного производства и развития отечественной нормативно-технической базы в области строительной 3D-печати.
А.О. АДАМЦЕВИЧ, канд. техн. наук, старший научный сотрудник, директор (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.),
А.П. ПУСТОВГАР, канд. техн. наук, доцент, научный руководитель (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.),
Л.А. АДАМЦЕВИЧ, канд. техн. наук, зав. НИЛ ЭЭиУС (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.),
Д.В. КРАМЕРОВ, зав. НИЛ СКРиБ (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.),
П.Ю. ВОРОБЬЕВ, младший научный сотрудник НИЛ ЭЭиУС (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.)
А.П. ПУСТОВГАР, канд. техн. наук, доцент, научный руководитель (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.),
Л.А. АДАМЦЕВИЧ, канд. техн. наук, зав. НИЛ ЭЭиУС (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.),
Д.В. КРАМЕРОВ, зав. НИЛ СКРиБ (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.),
П.Ю. ВОРОБЬЕВ, младший научный сотрудник НИЛ ЭЭиУС (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.)
Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет, НИИ строительных материалов и технологий (129337, Москва, Ярославское ш., 26)
1. Пустовгар А.П., Адамцевич Л.А., Адамцевич А.О. Международный опыт исследований в области аддитивного строительного производства // Жилищное строительство. 2023. № 11. С. 4–10. DOI: https://doi.org/10.31659/0044-4472-2023-11-4-10
1. Pustovgar A.P., Adamtsevich L.A., Adamtsevich A.O. International research experience in the field of additive construction manufacturing. Zhilishchnoe Stroitel’stvo [Housing Construction]. 2023. No. 11, pp. 4–10. (In Russian). DOI: https://doi.org/10.31659/0044-4472-2023-11-4-10
2. Wangler T., Roussel N., Bos F.P., Salet T.A.M., Flatt R.J. Digital concrete: a review. Cement and Concrete Research. 2019. Vol. 123. 105780. https://doi.org/10.1016/j.cemconres.2019.105780
3. Bing Lu, Yiwei Weng, Mingyang Li, Ye Qian, Kah Fai Leong, Ming Jen Tan, Shunzhi Qian. A systematical review of 3D printable cementitious materials. Construction and Building Materials. 2019. Vol. 207, pp. 477–490. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2019.02.144
4. Shakor Pshtiwan, Nejadi Shami, Paul Gavin, Malek Sardar. Review of emerging additive manufacturing technologies in 3D printing of cementitious materials in the construction industry. Frontiers in Built Environment. 2018. Vol. 4. https://doi.org/10.3389/fbuil.2018.00085
5. Shaodan Hou, Zhenhua Duan, Jianzhuang Xiao, Jun Ye. A review of 3D printed concrete: Performance requirements, testing measurements and mix design. Construction and Building Materials. 2021. Vol. 273. 121745. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2020.121745
6. Lyu F., Zhao D., Hou X., Sun L., Zhang Q. Overview of the development of 3d-printing concrete: a review. Applied Sciences. 2021. No. 11. 9822 https://doi.org/10.3390/app11219822
7. Пустовгар А.П., Адамцевич А.О., Волков А.А. Технология и организация аддитивного строительства // Промышленное и гражданское строительство. 2018. № 9. С. 12–20.
7. Pustovgar A.P., Adamtsevich A.O., Volkov A.A. Technology and organization of additive construction. Promyshlennoye i grazhdanskoye stroitel’stvo. 2018. No. 9, pp. 12–20. (In Russian).
8. Славчева Г.С. Строительная 3D-печать сегодня: потенциал, проблемы и перспективы практической реализации // Строительные материалы. 2021. № 5. С. 28–36. DOI: https://doi.org/10.31659/0585-430X-2021-791-5-28-36
8. Slavcheva G.S. 3D-build printing today: potential, challenges and prospects for implementation. Stroitel’nye Materialy [Construction Materials]. 2021. No. 5, pp. 28–36. (In Russian). DOI: https://doi.org/10.31659/0585-430X-2021-791-5-28-36
9. Рязанов А.Н., Шигапов Р.И., Синицин Д.А., Кинзябулатова Д.Ф., Недосеко И.В. Использование гипсовых композиций в технологиях строительной 3D-печати малоэтажных жилых зданий. Проблемы и перспективы // Строительные материалы. 2021. № 8. С. 39–44. DOI: https://doi.org/10.31659/0585-430X-2021-794-8-39-44
9. Ryazanov A.N., Shigapov R.I., Sinitsin D.A., Kinzyabulatova D.F., Nedoseko I.V. The use of gypsum compositions in the technologies of construction 3D printing of low-rise residential buildings. Problems and prospects. Stroitel’nye Materialy [Construction Materials]. 2021. No. 8, pp. 39–44. (In Russian). DOI: https://doi.org/10.31659/0585-430X-2021-794-8-39-44
10. Binrong Zhu, Behzad Nematollahi, Jinlong Pan, Yang Zhang, Zhenxin Zhou, Yamei Zhang. 3D concrete printing of permanent formwork for concrete column construction. Cement and Concrete Composites. 2021. Vol. 121. 104039. https://doi.org/10.1016/j.cemconcomp.2021.104039
11. Leung C., Qian C. Development of pseudo-ductile permanent formwork for durable concrete structures. Materials and Structures. 2010. Vol. 43 (7), pp. 993-1007. https://doi.org/10.1617/s11527-009-9561-4
12. Адамцевич А.О., Пустовгар А.П. Аддитивное строительное производство: исследование эффекта анизотропии прочностных характеристик бетона // Строительные материалы. 2022. № 9. С. 18–24. DOI: https://doi.org/10.31659/0585-430X-2022-806-9-18-24
12. Adamtsevich A.O., Pustovgar A.P. Additive manufacturing in construction: the research of the anisotropy concrete strength effect. Stroitel’nye Materialy
[Construction Materials]. 2022. No. 9, pp. 18–24. (In Russian). DOI: https://doi.org/10.31659/0585-430X-2022-806-9-18-24
13. Panda B., Mohamed N.A.N., Paul S.C., Singh G.V.P.B., Tan M.J., Šavija B., The effect of material fresh properties and process parameters on buildability and interlayer adhesion of 3D printed concrete. Materials. 2019. Vol. 12 (13). 2149. https://doi.org/10.3390/ma12132149
14. Wolfs R.J.M., Bos F.P., Salet T.A.M. Hardened properties of 3D printed concrete: The influence of process parameters on interlayer adhesion. Cement and Concrete Research. 2019. Vol. 119, pp. 132–140. https://doi.org/10.1016/j.cemconres.2019.02.017
15. Nerella V.N., Hempel S., Mechtcherine V. Effects of layer-interface properties on mechanical performance of concrete elements produced by extrusion-based 3D-printing. Construction and Building Materials. 2019. Vol. 205, pp. 586–601. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2019.01.235
16. Tay Y.W.D., Ting G.H.A., Qian Y., Panda B., He L., Tan M.J. Time gap effect on bond strength of 3D-printed concrete. Virtual and Physical Prototyping. 2019. Vol. 14. Iss. 1, pp. 104-113. https://doi.org/10.1080/17452759.2018.1500420
17. Rahul, A.V., Santhanam, M., Meena, H., Ghani, Z., Mechanical characterization of 3D printable concrete. Construction and Building Materials. 2019. Vol. 227. 116710. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2019.116710
18. Wang L., Tian Z., Ma G., Zhang M. Interlayer bonding improvement of 3D printed concrete with polymer modified mortar: Experiments and molecular dynamics studies. Cement and Concrete Composites. 2020. Vol. 110. 103571. https://doi.org/10.1016/j.cemconcomp.2020.103571
19. Hosseini E., Zakertabrizi M., Korayem A.H., Xu G. A novel method to enhance the interlayer bonding of 3D printing concrete: An experimental and computational investigation. Cement and Concrete Composites. 2019. Vol. 99, pp. 112–119. https://doi.org/10.1016/j.cemconcomp.2019.03.008
20. Dressler I., Freund N., Lowke D. The effect of accelerator dosage on fresh concrete properties and on interlayer strength in shotcrete 3D printing. Materials. 2020. Vol. 13. Iss. 2. 374. https://doi.org/10.3390/ma13020374
21. Kloft H., Krauss et all. Influence of process parameters on the interlayer bond strength of concrete elements additive manufactured by Shotcrete 3D Printing (SC3DP). Cement and Concrete Research. 2020. Vol. 134. 106078. https://doi.org/10.1016/j.cemconres.2020.106078
1. Pustovgar A.P., Adamtsevich L.A., Adamtsevich A.O. International research experience in the field of additive construction manufacturing. Zhilishchnoe Stroitel’stvo [Housing Construction]. 2023. No. 11, pp. 4–10. (In Russian). DOI: https://doi.org/10.31659/0044-4472-2023-11-4-10
2. Wangler T., Roussel N., Bos F.P., Salet T.A.M., Flatt R.J. Digital concrete: a review. Cement and Concrete Research. 2019. Vol. 123. 105780. https://doi.org/10.1016/j.cemconres.2019.105780
3. Bing Lu, Yiwei Weng, Mingyang Li, Ye Qian, Kah Fai Leong, Ming Jen Tan, Shunzhi Qian. A systematical review of 3D printable cementitious materials. Construction and Building Materials. 2019. Vol. 207, pp. 477–490. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2019.02.144
4. Shakor Pshtiwan, Nejadi Shami, Paul Gavin, Malek Sardar. Review of emerging additive manufacturing technologies in 3D printing of cementitious materials in the construction industry. Frontiers in Built Environment. 2018. Vol. 4. https://doi.org/10.3389/fbuil.2018.00085
5. Shaodan Hou, Zhenhua Duan, Jianzhuang Xiao, Jun Ye. A review of 3D printed concrete: Performance requirements, testing measurements and mix design. Construction and Building Materials. 2021. Vol. 273. 121745. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2020.121745
6. Lyu F., Zhao D., Hou X., Sun L., Zhang Q. Overview of the development of 3d-printing concrete: a review. Applied Sciences. 2021. No. 11. 9822 https://doi.org/10.3390/app11219822
7. Пустовгар А.П., Адамцевич А.О., Волков А.А. Технология и организация аддитивного строительства // Промышленное и гражданское строительство. 2018. № 9. С. 12–20.
7. Pustovgar A.P., Adamtsevich A.O., Volkov A.A. Technology and organization of additive construction. Promyshlennoye i grazhdanskoye stroitel’stvo. 2018. No. 9, pp. 12–20. (In Russian).
8. Славчева Г.С. Строительная 3D-печать сегодня: потенциал, проблемы и перспективы практической реализации // Строительные материалы. 2021. № 5. С. 28–36. DOI: https://doi.org/10.31659/0585-430X-2021-791-5-28-36
8. Slavcheva G.S. 3D-build printing today: potential, challenges and prospects for implementation. Stroitel’nye Materialy [Construction Materials]. 2021. No. 5, pp. 28–36. (In Russian). DOI: https://doi.org/10.31659/0585-430X-2021-791-5-28-36
9. Рязанов А.Н., Шигапов Р.И., Синицин Д.А., Кинзябулатова Д.Ф., Недосеко И.В. Использование гипсовых композиций в технологиях строительной 3D-печати малоэтажных жилых зданий. Проблемы и перспективы // Строительные материалы. 2021. № 8. С. 39–44. DOI: https://doi.org/10.31659/0585-430X-2021-794-8-39-44
9. Ryazanov A.N., Shigapov R.I., Sinitsin D.A., Kinzyabulatova D.F., Nedoseko I.V. The use of gypsum compositions in the technologies of construction 3D printing of low-rise residential buildings. Problems and prospects. Stroitel’nye Materialy [Construction Materials]. 2021. No. 8, pp. 39–44. (In Russian). DOI: https://doi.org/10.31659/0585-430X-2021-794-8-39-44
10. Binrong Zhu, Behzad Nematollahi, Jinlong Pan, Yang Zhang, Zhenxin Zhou, Yamei Zhang. 3D concrete printing of permanent formwork for concrete column construction. Cement and Concrete Composites. 2021. Vol. 121. 104039. https://doi.org/10.1016/j.cemconcomp.2021.104039
11. Leung C., Qian C. Development of pseudo-ductile permanent formwork for durable concrete structures. Materials and Structures. 2010. Vol. 43 (7), pp. 993-1007. https://doi.org/10.1617/s11527-009-9561-4
12. Адамцевич А.О., Пустовгар А.П. Аддитивное строительное производство: исследование эффекта анизотропии прочностных характеристик бетона // Строительные материалы. 2022. № 9. С. 18–24. DOI: https://doi.org/10.31659/0585-430X-2022-806-9-18-24
12. Adamtsevich A.O., Pustovgar A.P. Additive manufacturing in construction: the research of the anisotropy concrete strength effect. Stroitel’nye Materialy
[Construction Materials]. 2022. No. 9, pp. 18–24. (In Russian). DOI: https://doi.org/10.31659/0585-430X-2022-806-9-18-24
13. Panda B., Mohamed N.A.N., Paul S.C., Singh G.V.P.B., Tan M.J., Šavija B., The effect of material fresh properties and process parameters on buildability and interlayer adhesion of 3D printed concrete. Materials. 2019. Vol. 12 (13). 2149. https://doi.org/10.3390/ma12132149
14. Wolfs R.J.M., Bos F.P., Salet T.A.M. Hardened properties of 3D printed concrete: The influence of process parameters on interlayer adhesion. Cement and Concrete Research. 2019. Vol. 119, pp. 132–140. https://doi.org/10.1016/j.cemconres.2019.02.017
15. Nerella V.N., Hempel S., Mechtcherine V. Effects of layer-interface properties on mechanical performance of concrete elements produced by extrusion-based 3D-printing. Construction and Building Materials. 2019. Vol. 205, pp. 586–601. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2019.01.235
16. Tay Y.W.D., Ting G.H.A., Qian Y., Panda B., He L., Tan M.J. Time gap effect on bond strength of 3D-printed concrete. Virtual and Physical Prototyping. 2019. Vol. 14. Iss. 1, pp. 104-113. https://doi.org/10.1080/17452759.2018.1500420
17. Rahul, A.V., Santhanam, M., Meena, H., Ghani, Z., Mechanical characterization of 3D printable concrete. Construction and Building Materials. 2019. Vol. 227. 116710. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2019.116710
18. Wang L., Tian Z., Ma G., Zhang M. Interlayer bonding improvement of 3D printed concrete with polymer modified mortar: Experiments and molecular dynamics studies. Cement and Concrete Composites. 2020. Vol. 110. 103571. https://doi.org/10.1016/j.cemconcomp.2020.103571
19. Hosseini E., Zakertabrizi M., Korayem A.H., Xu G. A novel method to enhance the interlayer bonding of 3D printing concrete: An experimental and computational investigation. Cement and Concrete Composites. 2019. Vol. 99, pp. 112–119. https://doi.org/10.1016/j.cemconcomp.2019.03.008
20. Dressler I., Freund N., Lowke D. The effect of accelerator dosage on fresh concrete properties and on interlayer strength in shotcrete 3D printing. Materials. 2020. Vol. 13. Iss. 2. 374. https://doi.org/10.3390/ma13020374
21. Kloft H., Krauss et all. Influence of process parameters on the interlayer bond strength of concrete elements additive manufactured by Shotcrete 3D Printing (SC3DP). Cement and Concrete Research. 2020. Vol. 134. 106078. https://doi.org/10.1016/j.cemconres.2020.106078
Для цитирования: Адамцевич А.О., Пустовгар А.П., Адамцевич Л.А., Крамеров Д.В., Воробьев П.Ю. Исследование особенностей работы бетонных конструкций, изготовленных с применением технологии аддитивного строительного производства // Строительные материалы. 2023. № 12. С. 38–46. DOI: https://doi.org/10.31659/0585-430X-2023-820-12-38-46