Оценка долговечности композиций из сухих смесей на гипсовой и гипсоцементной основе для 3D-печати

Обосновывается эффективность использования технологии 3D-печати для возведения наружных и внутренних стен, в особенности для малоэтажных жилых и гражданских зданий социального назначения. Анализируется отечественный опыт строительства одноэтажных бескаркасных зданий с несущими наружными стенами, напечатанных на 3D-принтере (с заполнением их внутреннего пространства неорганическими утеплителями на монолитной (пенобетон, пеногипс) или засыпной (вспученный перлит, особо легкий керамзитовый гравий) основе). Обосновывается по технологическим и экономическим соображениям использование сухих смесей на гипсовой и смешанной основе для печати стен малоэтажных зданий. На основе лабораторных и натурных экспериментов по оценке стойкости гипсоцементно-пуццолановых композиций (из сухих смесей) для 3D-печати к изменению температурно-влажностного режима установлено, что причиной деструкции и разрушения опытных образцов, по данным количественного рентгенофазового анализа, являлось повышенное содержание эттрингита при их гидратации и твердении при пониженной температуре.

Р.И. ШИГАПОВ¹, доцент (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.),
Г.Ю. ШАГИГАЛИН¹, ассистент (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.);
А.В. КЛЮЕВ², канд. техн. наук, доцент;
Б.Г. БУЛАТОВ³, старший преподаватель (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.);
Д.В. МЕТЛИЦКАЯ¹, студентка группы МПГ05-23-01 (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.),
И.В. НЕДОСЕКО¹, д-р техн. наук, профессор (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.)

¹ Уфимский государственный нефтяной технический университет (450080, г. Уфа, ул. Менделеева, 195)
² Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова (308012, г. Белгород, ул. Костюкова, 46)
³ Башкирский государственный аграрный университет (450001, г. Уфа, ул. 50-летия Октября, 34)

1. Акулова И.И., Славчева Г.С., Макарова Т.В. Технико-экономическая оценка эффективности применения 3D-печати в жилищном строительстве // Жилищное строительство. 2019. № 12. С. 52–56. DOI: https://doi.org/10.31659/0044-4472-2019-12-52-56
2. 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
3. Kumar L.J., Krishnadas Nair C.G. Current Trends of Additive Manufacturing in the Aerospace Industry. In: Advances in 3D Printing & Additive Manufacturing Technologies. Springer, Singapore. 2017 https://doi.org/10.1007/978-981-10-0812-2_4
4. Славчева Г.С., Акулова И.И., Вернигора И.В. Концепция и эффективность применения 3D-печати для дизайна городской среды // Жилищное строительство. 2020. № 3. С. 49–55. DOI: https://doi.org/10.31659/0044-4472-2020-3-49-55
5. Klyuev S.V., Klyuev A.V., Vatin N.I., Shorstova E.S. Technology of 3-D printing of fiber reinforced mixtures. In: Sustainable Energy Systems: Innovative Perspectives. SES 2020. Lecture Notes in Civil Engineering. 2021. Vol. 141. https://doi.org/10.1007/978-3-030-67654-4_25
6. 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
7. Славчева Г.С., Макарова Т.В. Пенобетоны для теплоизоляционных слоев наружных стен, возводимых методом 3D-печати // Строительные материалы. 2018. № 10. С. 30–35. DOI: https://doi.org/10.31659/0585-430X-2018-764-10-30-35
8. Le T.T., Austin S.A., Lim S., Buswell R.A., Gibb A.G.F., Thorpe T. Mix design and fresh properties for high-performance printing concrete. Materials & Structures. 2012. Vol. 45, pp. 1221–1232. https://doi.org/10.1617/s11527-012-9828-z
9. Булатов Б.Г., Недосеко И.В. Перспективы использования результатов функционирования системы автоматизации производства стеновых изделий из фосфогипса // Известия Казанского государственного архитектурно-строительного университета. 2017. № 1 (39). С. 302–308.
10. Булатов Б.Г., Недосеко И.В. Система управления процессом переработки многотонажного гипсосодержащего отхода производства минеральных удобрений – фосфогипса – в готовые изделия // Вестник Башкирского государственного аграрного университета. 2015. № 2 (34). С. 69–73.
11. Глаголев Е.С., Лесовик В.С., Бычкова А.А. 3D-печать зданий и строительных компонентов как будущее устойчивого развития строительства. В сборнике: Природоподобные технологии строительных композитов для защиты среды обитания человека. II Международный онлайн-конгресс, посвященный 30-летию кафедры строительного материаловедения, изделий и конструкций. Белгород, 2019. С. 303–309.
12. Алексеева Н.С. Перспективы использования 3D-печати в строительстве. В сборнике: Экономика и управление: тенденции и перспективы: Материалы I Межвузовской научно-практической конференции факультета экономики и управления. СПб., 2020. С. 211–216.
13. Клюев С.В., Клюев А.В., Кузик Е.С. Аддитивные технологии в строительной индустрии. Интеллектуальные строительные композиты для зеленого строительства: Международная научно-практическая конференция, посвященная 70-летию заслуженного деятеля науки РФ, члена-корреспонден-та РААСН, доктора технических наук, профессора Валерия Станиславовича Лесовика. Белгород, 15–16 марта 2016. С. 54–58. EDN WIJFAF.
14. Славчева Г.С., Шведова М.А., Бабенко Д.С. Анализ и критериальная оценка реологического поведения смесей для строительной 3D-печати // Строительные материалы. 2018. № 12. С. 34–40. DOI: https://doi.org/10.31659/0585-430X-2018-766-12-34-40
15. Мухаметрахимов Р.Х., Зиганшина Л.В. Технология и контроль качества строительной 3D-печати // Известия Казанского государственного архитектурно-строительного университета. 2022. № 1 (59). С. 64–79. https://doi.org/10.52409/20731523_2022_1_64. EDN BZJGUO.
16. Mukhametrakhimov R., Ziganshina L., Kadyrov R., Statsenko E. Structure of 3D-printed concrete by x-ray computed tomography. In: Proceedings of STCCE 2022. STCCE 2022. Lecture Notes in Civil Engineering. 2023. Vol. 291. https://doi.org/10.1007/978-3-031-14623-7_37
17. 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
18. Бессонов И.В., Шигапов Р.И., Бабков В.В. Теплоизоляционный пеногипс в малоэтажном строительстве // Строительные материалы. 2014. № 7. С. 9–13.
19. Мирсаев Р.Н., Бабков В.В., Недосеко И.В., Юнусова С.С. и др. Опыт производства и эксплуатации гипсовых стеновых изделий // Строительные материалы. 2008. № 3. С. 78–80.
20. Ларионова З.М., Никитина Л.В., Гарашин В.Р. Фазовый состав, микростуктура и прочность цементного камня и бетона. М.: Стройиздат, 1977. 254 с.
21. Алкснис Ф.Ф. Твердение и деструкция гипсоцементных композиционных материалов. Л.: Стройиздат, 1988. 103 с.
22. Мухаметрахимов Р.Х. Исследование пластифицирующих добавок на основе эфиров поликарбоксилатов на свойства бетонов, формуемых методом 3D-печати // Строительные материалы и изделия. 2022. Т. 5. № 5. С. 42–58. https://doi.org/10.58224/2618-7183-2022-5-5-42-58 EDN CLDKGL.