Оксана Александровна Ларсен — кандидат технических наук, доцент кафедры строительного материаловедения
129337, г. Москва, Ярославское шоссе, д. 26
РИНЦ AuthorID: 803516, Scopus: 57194441930, ResearcherID: S-7860-2017
Oksana A. Larsen — Candidate of Technical Sciences, Associate Professor at the Department of Construction Materials Science
26 Yaroslavskoe shosse, Moscow, 129337
RSCI AuthorID: 803516, Scopus: 57194441930, ResearcherID: S-7860-2017
Илья Омарович Раббаа — аспирант
129337, г. Москва, Ярославское шоссе, д. 26
Ilya O. Rabbaa — postgraduate student
26 Yaroslavskoe shosse, Moscow, 129337
Введение. В технологии строительной 3D-печати при больших объемах бетонирования требуется обеспечение технологических перерывов и разделение объекта на захватки, при этом растворная смесь должна успевать обрести несущую способность материала в ходе наращивания высоты вертикальных элементов. Из-за особенности ведения работ с применением этой технологии строительства возникают проблемы образования «холодных» швов, связанные с обеспечением прочности сцепления граничащих слоев при одновременном обеспечении регулирования требуемых реологических и технологических показателей материалов для 3D-печати. Рассмотрены основные направления исследования модификаторов реологических свойств растворной смеси, применяемых на строительном рынке, а также способы повышения межслойной адгезии мелкозернистых бетонов для аддитивного строительного производства (АСП). Активные минеральные добавки используются для регулирования реологических свойств растворной смеси. Органические добавки могут повышать прочность сцепления и адгезию, но требуют совместимости с другими группами добавок. Для этого необходимо изучение влияния органической модифицирующей добавки и гидро-фобизатора на адгезионную прочность с бетонным основанием.
Материалы и методы. Приготовление растворной смеси и водного раствора органической полифункциональной добавки проводилось по установленному режиму с учетом полного диспергирования модифицирующего компонента в воде при последующем изготовлении и хранении образцов испытаний в соответствии с методикой, регламентированной нормативными документами.
Результаты. Результаты испытания показывают снижение адгезии материала к бетону при добавлении модификатора вязкости при совместном использовании с гидрофобизатором, поскольку при взаимодействии на границе раздела растворной смеси с бетоном не обеспечивается протекание процессов образования физико-химической связи. Также при введении гидрофобного компонента с состав растворной смеси наблюдается пластифицирующее действие с увеличением проникающей способности во внутренние слои бетона, на что указывает изменение преимущественно когезионного характера разрушения образцов на адгезионный с появлением участков с видом отрыва по материалу основания.
Выводы. Обоснована и подтверждена важность обеспечения совместимости органического модификатора и гидрофобизатора для обеспечения адгезионной прочности материала в АСП. Актуальность темы дальнейшей работы заключается в установлении рационального соотношения гидрофобизатора и органической добавки для обеспечения высоких значений адгезионной прочности и проникающей способности растворной смеси.
Introduction. In 3D construction printing, where large volumes of concrete are involved, it is necessary to allow for construction breaks and to divide the structure into sections; at the same time, the concrete mix must have time to develop its load-bearing capacity as the vertical elements are built up. The peculiarity of conducting work using this construction technology results in problems of forming “cold” joints associated with ensuring the strength of the adhesion of adjacent layers while simultaneously regulating the required rheological and technological parameters of materials for 3D printing. Most studies concern the operation of cement systems in comparison with gypsum systems due to the difficulties in regulating the setting time and water resistance of the stone. The main directions of research on viscosity modifier agents of mortar mixtures used in the construction market, as well as ways to increase the interlayer adhesion of fine-grained concretes for additive construction production, were considered. Active mineral additives are used to regulate the rheological properties of the mortar mixture. Organic additives can increase the strength of adhesion and adhesion, but require compatibility with other groups of additives. This requires studying the effect of an organic modifying additive and a hydrophobic agent on the adhesive strength with a concrete base.
Materials and methods. The preparation of the solution mixture and the aqueous solution of the organic polyfunctional additive was carried out according to the established mode, taking into account the complete dispersion of the modifying component in water during the subsequent production and storage of test specimens in accordance with the methodology regulated by regulatory documents.
Results. The test results indicate a decrease in the adhesion of the material to concrete when adding a viscosity modifier when used together with a hydrophobic agent, since the interaction at the interface of the mortar mixture with concrete does not ensure the formation of a physical and chemical bond. Also, when introducing a hydrophobic component into the composition of the mortar mixture, a plasticizing effect is observed with an increase in penetrating ability into the inner layers of concrete, which is indicated by changes in the predominantly cohesive nature of the destruction of specimens to adhesive with the appearance of areas with a type of tearing along the base material.
Conclusions. The relevance of ensuring the compatibility of an organic modifier and a hydrophobic agent to ensure the adhesive strength of the material in additive construction production is substantiated and confirmed. The relevance of the topic of further work lies in establishing a rational ratio of a hydrophobic agent and an organic additive to ensure high values of adhesive strength and penetrating ability of the mortar mixture.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.