Сравнительный анализ свойств и структуры модифицированных гипсовых сухих строительных смесей для 3D-печати

Развитие технологий в строительстве в настоящее время основано на применении инновационных подходов и материалов, способствующих созданию комфортной, энергоэффективной и безопасной среды, базирующихся на принципах рационального использования ресурсов. Применение гипсовых смесей для аддитивных технологий может обеспечить их высокую конкурентоспособность, обусловленную архитектурной выразительностью проектных решений с совмещением технологичности и высоких физико-механических и эксплуатационных характеристик материалов. Для этого могут быть использованы компоненты, вводимые в качестве модификаторов в состав композиций на основе гипсового вяжущего α-модификации. В работе использовались добавки высокоактивного метакаолина, техногенного эттрингита, алюмосиликатного компонента, выделенного из кислой золошлаковой смеси ТЭС, в сочетании с пластификатором нового поколения. Целью работы было улучшение структуры и технических характеристик гипсового материала путем введения комплексных модифицирующих добавок на основе минеральных высокодисперсных порошков техногенного и природного происхождения. Исследовалась эффективность влияния введенных добавок на технические свойства и структуру затвердевших композиций для 3D-печати гипсовых изделий.

К.С. ПЕТРОПАВЛОВСКИЙ, канд. техн. наук (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.),
Т.Б. НОВИЧЕНКОВА, канд. техн. наук (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.),
В.Б. ПЕТРОПАВЛОВСКАЯ, д-р техн. наук (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.),
В.А. ДАНЯКИН, инженер (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.)

Тверской государственный технический университет (170026, г. Тверь, наб. Аф. Никитина, 22)

1. Elhassan A., Siraj S., Mazrouei Ali N., Ahmed W., at al. Investigating recycled 3D printing filament waste-based composites reinforced by fillers // Academia Materials Science. 2024. Vol. 1. EDN: ­QOGRAQ. https://doi.org/10.20935/AcadMatSci6235
2. Мальцева Е.В. Инновации и традиции в возведенных путем 3D строительной печати объектах // Жилищное строительство. 2025. № 5. С. 20–27. EDN: ­ZKOBLT. https://doi.org/10.31659/0044-4472-2025-5-20-27
3. Рахимов Р.З., Мухаметрахимов Р.Х., Зиганшина Л.В. Совершенствование аддитивных технологий малоэтажного жилищного строительства // Жилищное строительство. 2024. № 8. С. 11–19. EDN: ­IUNORV.
https://doi.org/10.31659/0044-4472-2024-8-11-19
4. Пустовгар А.П., Адамцевич Л.А., Адамцевич А.О. Международный опыт исследований в области аддитивного строительного производства // Жилищное строительство. 2023. № 11. С. 4–10. EDN: ­FOCIIT.
https://doi.org/10.31659/0044-4472-2023-11-4-10
5. Мухаметрахимов Р.Х., Вахитов И.М. Аддитивная технология возведения зданий и сооружений с применением строительного 3D-принтера // Известия КГАСУ. 2017. № 4 (42). С. 350–359. EDN: ­ZTSUTN
6. Славчева Г.С., Артамонова О.В. Реологическое поведение дисперсных систем для строительной 3D-печати: проблема управления на основе возможностей арсенала «Нано» // Нанотехнологии в строительстве: научный интернет-журнал. 2018. Т. 10. № 38. С. 107–122. EDN: ­XQZBJB. https://doi.org/10.15828/2075-8545-2018-10-3-107-122
7. 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. EDN: ­YROONV.
https://doi.org/10.31659/0585-430X-2018-766-12-34-40
8. Kaplan G., Bayraktar O.Y., Li Z., Bodur B., Yılmazoglu M.U., Alcan B.A. Improving the eco-efficiency of fiber reinforced composite by ultra-low cement content/high FA-GBFS addition for structural applications: Minimization of cost, CO₂ emissions and embodied energy // Journal of Building Engineering. 2023. No. 76. 107280. EDN: ­ZSTPJV. https://doi.org/10.1016/j.jobe.2023.107280
9. Bodur B., Bayraktar O.Y., Kaplan G. Production of high-performance cementless foam composites: gypsum-based and hemp fibre reinforced green systems // Discover Concrete and Cement. 2026. Vol. 1. 21. EDN: ­MNZUDL.
https://doi.org/10.1007/s44416-025-00019-3
10. Petropavlovskaya V., Sulman M., Novichenkova T., Kosivtsov Y., Zavadko M., Petropavlovskii K. Gypsum composition with a complex based on industrial waste // Chemical Engineering Transactions. 2021. Vol. 88, pp. 1009–1014. EDN: ­HIPGSV.
https://doi.org/10.3303/CET2188168
11. Zhao B., Wang G.J., Zhao K., at al. Mechanical properties, permeability and microstructure of steam-cured fly ash mortar mixed with phosphogypsum // Construction and Building Materials. 2023. Vol. 400. 132582. EDN: ­CHBMRX.
https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2023.132582
12. Jianquan Li, Guozhong Li, Yanzhen Yu. The influences of gypsum water-proofing additive on gypsum crystal growth // Materials Letters. 2007. Vol. 61, Iss. 3, рр. 872–876. EDN: ­KIMGPN. https://doi.org/10.1016/j.matlet.2006.06.005
13. Song W.M., Yi J., Wu H., He X., at al. Effect of carbon fiber on mechanical properties and dimensional stability of concrete incorporated with granulated-blast furnace slag // Journal of Cleaner Production. 2019. No. 238. 117819.
https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2019.117819
14. Liu Y.T., Zhang Y.Y., Dong B.Q., Wang Y.S. Limestone powder activated by sodium aluminate: Hydration and microstructure // Construction and Building Materials. 2023. Vol. 368. 130446. EDN: ­SFNRXP.
https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2023.130446
15. Хозин В.Г., Майсурадзе Н.В., Мустафина А.Р., Корнянен М.Е. Влияние химической природы пластификаторов на свойства гипсового теста и камня // Строительные материалы. 2019. № 10. С. 35–39. EDN: ­XSDBZU.
https://doi.org/10.31659/0585-430X-2019-775-10-35-39