Издаётся с сентября 1923 года
DOI: 10.33622/0869-7019
Russian Science Citation Index (RSCI) на платформе Web of Science


  • ТЕХНОЛОГИЯ И ОРГАНИЗАЦИЯ СТРОИТЕЛЬСТВА
  • Способы армирования конструкций при строительной 3D-печати зданий и сооружений
  • УДК 693.554
    doi: 10.33622/0869-7019.2024.05.80-84
    Александр Владимирович ИЩЕНКО, кандидат технических наук, ishchenko.ab@yandex.ru
    Полина Александровна МОЛОТКОВА, магистрант, polhammer.ph@gmail.com
    Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет (НИУ МГСУ), 129337 Москва, Ярославское ш., 26
    Аннотация. Рассмотрена одна из наиболее перспективных технологий возведения зданий и сооружений, заключающаяся в 3D-печати несущих конструкций. Исследуется проблема устройства армирования в элементах, напечатанных в результате экструзии бетонного раствора по координатам, заданным цифровым устройством. Проведен анализ известных на сегодняшний день способов укладки арматуры при возведении зданий с помощью аддитивных технологий: армирование после 3D-печати, во время 3D-печати, непрерывным волокном и фиброй. Выявлены достоинства и недостатки, а также приведены особенности применения данных способов армирования. Рассмотрены технологические решения повышения прочности межслоевого соединения бетона, позволяющие значительно повысить устойчивость возводимого здания и сооружения. Сформирована сводная таблица, в которой представлены отличительные характеристики методов укладки арматуры при возведении зданий и сооружений 3D-печатью. Составлена блок-схема, содержащая информацию о выборе подходящего способа армирования напечатанных несущих конструкций здания. Определен наиболее выгодный метод устройства арматуры для обеспечения возводимой конструкции достаточной прочности.
    Ключевые слова: строительная 3D-печать, аддитивные технологии, экструдирование бетонной смеси, армирование непрерывным волокном, армирование фиброй, пространственное положение арматуры
  • СПИСОК ИСТОЧНИКОВ
    1. Пустовгар А. П., Адамцевич А. О., Волков А. А. Технология и организация аддитивного строительства // Промышленное и гражданское строительство. 2018. № 9. С. 12-20.
    2. Lyu F., Zhao D., Hou X., Sun L., Zhang Q. Overview of the development of 3D-printing concrete: a review [Обзор развития 3D-печати бетона]. Applied Sciences, 2021, no. 11, pp. 9822. doi: 10.3390/app11219822
    3. Mischke J. Reinventing construction: a route to higher productivity [Переосмысление строительства: путь к повышению производительности]. Construction: Let's Build Changes, McKinney Global Institute, 2017. 12 p.
    4. Славчева Г. С. Строительная 3D-печать сегодня: потенциал, проблемы и перспективы практической реализации // Строительные материалы. 2021. № 5. С. 28-36. doi: 10.31659/0585-430X-2021-791-5-28-36
    5. Славчева Г. С. Анализ российской нормативной документации, регламентирующей применение и развитие строительных аддитивных технологий // Строительные материалы. 2023. № 8. С. 10-17. doi: 10.31659/0585-430X-2023-816-8-10-17
    6. Keita E., Bessaies-Bey H., Zuo W., Belin P., Roussel N. Weak bond strength between successive layers in extrusion-based additive manufacturing: measurement and physical origin [Слабая прочность соединения между последовательными слоями в аддитивном производстве на основе экструзии: измерение и физическое происхождение]. Cement and Concrete Research, 2019, no. 123, pp. 105787. doi: 10.1016/j.cemconres.2019.105787
    7. Nerella V. N., Hempel S., Mechtcherine V. Effects of layer-interface properties on mechanical performance of concrete elements produced by extrusion-based 3D-printing [Влияние межслойных свойств на механические характеристики бетонных элементов, изготовленных методом экструзионной 3D-печати]. Construction and Building Materials, 2019, vol. 205, pp. 586-601. doi: 10.1016/j.conbuildmat.2019.01.235
    8. Chen Y., Jansen K., Zhang H. et al. Effect of printing parameters on interlayer bond strength of 3D printed limestone-calcined clay-based cementitious materials: An experimental and numerical study [Влияние параметров печати на прочность межслоевого соединения 3D-печатных вяжущих материалов на основе известняка, обожженной глины: экспериментальное и численное исследование]. Construction and Building Materials, 2020, no. 262, pp. 120094. doi: 10.1016/j.conbuildmat.2020.120094
    9. 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 [Новый метод улучшения межслоевого соединения бетона, напечатанного посредством 3D-печати: экспериментальное и вычислительное исследование]. Cement and Concrete Composites, 2019, vol. 99, pp. 112-119. doi: 10.1016/j.cemconcomp.2019.03.008.
    10. Wang L., Jiang H., Li Z. et al. Mechanical behaviors of 3D printed lightweight concrete structure with hollow section [Механическое поведение конструкции из легкого бетона с полым профилем, напечатанной на 3D-принтере]. Archives of Civil and Mechanical Engineering. 2020, vol. 20, no. 1. doi: 10.1007/s43452-020-00017-1
    11. Pshtiwan Sh., Nejadi Sh., Gavin P. et al. Review of emerging additive manufacturing technologies in 3D printing of cementitious materials in the construction industry [Обзор новых технологий аддитивного производства при 3D-печати цементных материалов в строительной отрасли]. Frontiers in Built Environment, 2018, vol. 4. doi: 10.3389/fbuil.2018.00085
    12. Славчева Г. С., Артамонова О. В. Разработка принципов создания армированных композитов для строительных 3D-аддитивных технологий // Строительные материалы. 2022. № 12. С. 52-58. doi: 10.31659/0585-430X-2022-809-12-52-58
    13. Rahul A. V., Santhanam M., Meena H., Ghani Z., Mechanical characterization of 3D printable concrete [Механические характеристики бетона для 3D-печати]. Construction and Building Materials, 2019, vol. 227, pp. 116710. doi: 10.1016/j.conbuildmat.2019.116710
    14. Mechtcherine V., Bos F. P., Perrot A. et al. Extrusion-based additive manufacturing with cement-based materials. Production steps, processes, and their underlying physics: a review [Аддитивное производство на основе экструзии с материалами на основе цемента. Этапы производства, процессы и лежащая в их основе физика: обзор]. Cement and Concrete Research, 2020, no. 132, pp. 106037. doi: 10.1016/j.cemconres.2020.106037
    15. Hou Sh., Duan Zh. et al. A review of 3D printed concrete: Performance requirements, testing measurements and mix design [Обзор 3D-печати бетона: требования к эксплуатационным характеристикам, тестовые измерения и состав смеси]. Construction and Building Materials, 2021, vol. 273, pp. 121745. doi: 10.1016/j.conbuildmat.2020.121745
  • Для цитирования: Ищенко А. В., Молоткова П. А. Способы армирования конструкций при строительной 3D-печати зданий и сооружений // Промышленное и гражданское строительство. 2024. № 5. С. 80-84. doi: 10.33622/0869-7019.2024.05.80-84


НАЗАД