vestniktgasuВестник Томского государственного архитектурно-строительного университетаVestnik Tomskogo gosudarstvennogo arkhitekturno-stroitel'nogo universiteta. JOURNAL of Construction and Architecture1607-18592310-0044Tomsk State University of Architecture and Building10.31675/1607-1859-2021-23-2-87-95vestniktgasu-973Research ArticleСТРОИТЕЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ И ИЗДЕЛИЯCONSTRUCTION MATERIALS AND PRODUCTSАнализ и оценка методов определения прочности бетона для аддитивной технологииAnalysis of concrete strength determination methods for additive manufacturingСорокинаЕ. А.SorokinaE. A.

Сорокина Екатерина Александровна, аспирант

Томск, пл. Соляная, 2

Ekaterina A. Sorokina, Research Assistant

Tomsk, Solyanaya Sq., 2

rtak.5@mail.ruКопаницаН. О.KopanitsaN. O.

Копаница Наталья Олеговна, докт. техн. наук, профессор

Томск, пл. Соляная, 2

Natal'ya O. Kopanitsa, DSc, Professor

Tomsk, Solyanaya Sq., 2

kopanitsa@mail.ruТомский государственный архитектурно-строительный университетРоссияTomsk State University of Architecture and BuildingRussian Federation2021290420212328795Copyright © Сорокина Е.А., Копаница Н.О., 20212021Сорокина Е.А., Копаница Н.О.Sorokina E.A., Kopanitsa N.O.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://vestnik.tsuab.ru/jour/article/view/973

Контроль свойств бетонной смеси и затвердевшего бетона является неотъемлемой частью строительного процесса. Однако с применением в строительстве технологии 3D-печати некоторые методики оценки свойств бетонной смеси и бетона будут иметь свои особенности, связанные с формированием структуры и свойств бетонной смеси и бетона в условиях укладки и набора прочности в тонких слоях. Нормативная документация для достоверной оценки качества бетонной смеси и бетона для 3D-печати в настоящее время отсутствует. Цель исследования заключалась в обосновании и разработке метода определения прочности бетона применительно к технологии 3D-печати. Для проведения исследований по оценке и выбору методики в работе использовалась строительная смесь, ранее разработанная авторами. Состав строительной смеси был подобран исходя из технологических требований оборудования для 3D-печати и обеспечения требуемых характеристик смеси. Для оценки прочности использовались различные способы формования образцов и методы исследования в сравнении с предложенными в ГОСТ 10180–2012. В статье обоснованы основные проблемы контроля качества бетона при использовании аддитивной технологии, предложены методики определения прочностных характеристик с учетом особенностей 3D-печати. Приведена сравнительная оценка их эффективности.

The property control of concrete mix and hardened concrete is an integral part of the construction process. With the development of additive manufacturing in construction, the methods of assessing the properties of concrete mix and concrete are characterized by the formation of their structure and properties in concrete laying and curing. Currently, there is no regulatory documentation on a reliable assessment of the concrete mix and concrete quality for additive manufacturing. The purpose of this work is to propose a method for determining the concrete strength for additive manufacturing. The proposed concrete mix composition matches the technological requirements for 3D printing equipment and possesses the required properties. The concrete strength analysis and research methods are carried out in accord with the Russian State Standard. The paper describes the main problems of the concrete quality control in using additive manufacturing and proposes methods for determining the concrete strength properties for 3D printing.

3D-печатьстроительная 3D-печатьаддитивные технологиипрочность бетонаметоды определения прочности3D printingadditive manufacturingconcrete strengthstrength analysisReferencesСорокина Е.А. Технологические аспекты формирования составов бетонных смесей для 3D-печати // Перспективы развития фундаментальных наук : сборник научных трудов XIV Международной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых. Томск: Национальный исследовательский Томский политехнический университет, 2017. С. 134–136.Sorokina E.A. Tekhnologicheskie aspekty formirovaniya sostavov betonnykh smesei dlya 3dpechati [Technological aspects of concrete mix formation for 3D printing]. In: Perspektivy entsii studentov, aspirantov i molodykh uchenykh (Proc. 14th Int. Sci. Conf. of Students and Young Scientists ‘Prospects of Fundamental Sciences Development’). Tomsk: TPU. 2017. Pp. 134–136. (rus)Копаница Н.О., Гулёнин В.В., Сорокина Е.А. Особенности контроля качества бетона для строительной 3D-печати // Перспективы развития фундаментальных наук : сборник научных трудов XVI Международной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых: в 7 т. Т. 6. Строительство и архитектура / под ред. И.А. Курзиной, Г.А. Вороновой. Томск: Национальный исследовательский Томский политехнический университет, 2019. С. 43–45.Kopanitsa N.O., Gulenin V.V., Sorokina E.A. Osobennosti kontrolya kachestva betona dlya stroitel'noi 3d-pechati [Concrete quality control for 3D printing in construction]. In: Perspektivy razvitiya fundamental'nykh nauk. Sbornik nauchnykh trudov XVI Mezhdunarodnoi konferentsii studentov, aspirantov i molodykh uchenykh (Proc. 16th Int. Sci. Conf. of Students and Young Scientists ‘Prospects of Fundamental Sciences Development’), in 7 vol. 2019. Pp. 43–45. (rus)Сорокина Е.А., Гулёнин В.В. Проблемы контроля качества смесей для строительной 3D-печати // Повышение качества и эффективности строительных и специальных материалов : сборник Национальной научно-технической конференции с международным участием. 2019. С. 43–46.Sorokina E.A., Gulenin V.V. Problemy kontrolya kachestva smesei dlya stroitel'noi 3d-pechati [Concrete quality control for 3D printing in construction]. In: Povyshenie kachestva i effektivnosti stroitel'nykh i spetsial'nykh materialov. Sbornik Natsional'noi nauchnotekhnicheskoi konferentsii s mezhdunarodnym uchastiem (Proc. Int. Sci. Conf. ‘Quality and Efficiency Improvement of Construction and Qualified Materials’). 2019. Pp. 43–46. (rus)Qiang Yuana, Zemin Lia, Dajun Zhouab, Tingjie Huanga, Hai Huangac, Dengwu Jiaod, Caijun Shid. A feasible method for measuring the buildability of fresh 3D printing mortar // Construction and Building Materials. 2019. 116600.Qiang Yuana, Zemin Lia, Dajun Zhouab, Tingjie Huanga, Hai Huangac, Dengwu Jiaod, Caijun Shid. A feasible method for measuring the buildability of fresh 3D printing mortar. Construction and Building Materials. 2019. 116600.Демьяненко О.В., Копаница Н.О., Сорокина Е.А., Ничинский А.Н. Физико-технические свойства фибробетонов с использованием вторичного минераловатного сырья // Строительные материалы. 2019. № 7. С. 16–20.Dem'yanenko O.V., Kopanitsa N.O., Sorokina E.A., Nichinskii A.N. Fiziko-tekhnicheskie svoistva fibrobetonov s ispol'zovaniem vtorichnogo mineralovatnogo syr'ya [Physical properties of fiber concrete with recycled mineral wool raw materials]. Stroitel'nye materialy. 2019. No. 7. Pp. 16–20. (rus)Демьяненко О.В., Копаница Н.О., Сорокина Е.А. Влияние добавки термомодифицированного торфа на технологические свойства строительных смесей для 3D-печати // Вестник Томского государственного архитектурно-строительного университета. 2018. Т. 20. № 4. С. 122–134.Dem'yanenko O.V., Kopanitsa N.O., Sorokina E.A. Vliyanie dobavki termomodifitsirovannogo torfa na tekhnologicheskie svoistva stroitel'nykh smesei dlya 3d-pechati [Performance characteristics of 3D printing construction mixes depending on thermally-modified peat additive]. Vestnik of Tomsk State University of Architecture and Building. 2018. V. 20. No. 4. Pp. 122–134. (rus)Bing Luab, Yiwei Wengab, Mingyang Lia, Ye Qiana, Kah Fai Leonga, Ming Jen Tana, Shunzhi Qianab. A systematical review of 3D printable cementitious materials // Construction and Building Materials. 2019. P. 477–490.Bing Luab, Yiwei Wengab, Mingyang Lia, Ye Qiana, Kah Fai Leonga, Ming Jen Tana, Shunzhi Qianab. A systematical review of 3D printable cementitious materials. Construction and Building Materials. 2019. Pp. 477–490.Рекомендации по обследованию и оценке технического состояния крупнопанельных и каменных зданий. Москва : ЦНИИСК им. В.А. Кучеренко, 1988. 57 с.Rekomendatsii po obsledovaniyu i otsenke tekhnicheskogo sostoyaniya krupnopanel'nykh i kamennykh zdanii [Recommendations for inspection and assessment of technical condition of large-panel and stone buildings]. Moscow, 1988. 57 p. (rus)Gorlenko N.P., Sarkisov Y.S., Demyanenko O.V., Kopanitsa N.O., Sorokina E.A., Nichinskiy A.N., Gorynin G.L. Fine-grained concrete fibre-reinforced by secondary mineral wool raw material // Journal of Physics: Conference Series. 2018. P. 012059.Gorlenko N.P., Sarkisov Y.S., Demyanenko O.V., Kopanitsa N.O., Sorokina E.A., Nichinskiy A.N., Gorynin G.L. Fine-grained concrete fibre-reinforced by secondary mineral wool raw material. Journal of Physics: Conference Series. 2018. 012059.Demyanenko O., Sorokina E., Kopanitsa N., Sarkisov Y. Mortars for 3d printing // MATEC Web of Conferences. 2018. P. 02013.Demyanenko O., Sorokina E., Kopanitsa N., Sarkisov Y. Mortars for 3D printing. MATEC Web of Conferences. 2018. 02013. (rus)

The authors declare that there are no conflicts of interest present.