Приложение А (справочное). Применяемые материалы для аддитивных технологий в строительстве

Приложение А
(справочное)

Применяемые материалы для аддитивных технологий в строительстве

А.1 Общие требования к свойствам материалов

Материалы для 3D-печати должны обладать свойствами, которыми можно управлять в широком диапазоне с целью повышения эффективности аддитивных процессов. Общие требования к свойствам материалов для 3D-печати представлены на рисунке А.1.

Рисунок А.1

А.2 Растворы и смеси

При применении AT в строительстве используют растворы и строительные смеси для 3D-печати в зависимости от назначения изделий и метода 3D-печати, такие как, но не ограничиваясь:

- мелкозернистый бетон на базе портландцементного, композиционного или геополимерного вяжущего;

- раствор на базе портландцементного, композиционного или геополимерного вяжущего;

- глина;

- грунтобетоны;

- гипсы, в том числе модифицированные и гидрофобные.

Примечание - Гипс вводят в растворы для регулирования не только сроков загустевания смесей, но и их технических свойств, вследствие чего заметно повышается качество бетона;

- смеси со стеклянным волокном - для печати объемных элементов;

- смеси с фиброволокном - для снижения трещиностойкости изделий;

- смеси с противоморозными добавками - для выполнения работ при отрицательных температурах окружающего воздуха;

- смеси с пластификаторами - для регулирования свойств бетонов и растворов;

- смеси с добавлением мелкого заполнителя - для увеличения шероховатости;

- смеси на базе модифицированных гипсов - для декоративной печати.

Материалы и их комбинации, используемые при послойном экструдировании, указаны на рисунке А.2.

Рисунок А.2

А.3 Общие требования к бетонным смесям

А.3.1 Строительная смесь для 3D-печати должна соответствовать требованиям ТД производителя 3D-принтера и обладать следующими характеристиками, соответствующими выбранному методу 3D-печати:

- дисперсность;

- реологические свойства (формуемость, возможность транспортирования по трубам, пластическая прочность);

- высокая адгезия между слоями смеси, плотное прилегание слоев;

- отсутствие изломов смеси;

- отсутствие трещинообразования, низкая усадка;

- равномерность отверждения (схватывания);

- высокая скорость отверждения (схватывания) после экструзии.

А.3.2 При выборе строительной смеси для 3D-печати необходимо учитывать следующие требования:

- выполнение трехмерной печати строительными смесями для 3D-печати (без применения специальных добавок либо без модификации составов) возможно только при положительных температурах окружающего воздуха (от 5,0 °С до 40,0 °С);

- уменьшение временного промежутка между слоями с целью обеспечения необходимого сцепления между ними;

- обеспечение удерживающей способности нижнего слоя с целью выдерживания веса следующих слоев без деформации, при этом необходимо обеспечить сцепление с последующими слоями;

- состав строительной смеси для 3D-печати должен быть тиксотропным, т.е. должен обеспечивать уменьшение вязкости от механического воздействия и увеличение вязкости в состоянии покоя;

- обеспечение достаточной подвижности строительной смеси для 3D-печати для обеспечения экструзии;

- исключение использования применения газобетона и пенобетона для легких стеновых конструкций при 3D-печати (кроме случаев заполнения пустот напечатанных конструкций с целью улучшения свойств теплопроводимости).

Примечание - Применение вышеуказанных компонентов приводит к увеличению бетонной смеси в объеме после формирования под действием химической реакции.

А.4 Требования к модифицирующим добавкам

Для обеспечения заданных свойств строительной смеси для 3D-печати и затвердевшей строительной смеси для 3D-печати необходимо учитывать требования к применяемым модифицирующим добавкам, перечисленные в таблице А.1.

Таблица А.1 - Добавки для обеспечения свойств строительной смеси для 3D-печати в строительстве

Свойство бетонной смеси	Компонентный состав добавок
Ускорение скорости затвердения, повышение прочности	Алюминат натрия, силикат натрия, фторид натрия, карбонат калия, хлорид кальция, аморфная окись алюминия, карбонат лития, формиат кальция, тонкодисперсный аморфный кремнезем
Повышение пластичности	Поликарбоксилаты, полиакрилаты, меламинсульфонаты, нафталинсульфонаты, лигносульфонаты
Повышение адгезии	Редиспергируемые порошки сополимеров винил ацетата, этилена, акрилата, версатата, виниллаурата и винилхлорида, бутадиенстирола, бутилакрилат-стирола
Улучшение противоморозных свойств	Карбамид, карбонат калия, формиат натрия, формиат кальция, нитрит, нитрат кальция
Дисперсно-армирующие	Стальная фибра, волокна целлюлозы, полиамида, базальта, полипропилена, графита
Снижение теплопроводности	Алюмосиликатные и стеклянные микросферы, пеностекло, керамический песок, пенополистирольные шарики, вспученный вермикулит, ячеистые бетоны

А.5 Требования к фибрам

Для обеспечения прочности и жесткости конструкции без армирования бетона стальной арматурой возможно использование фибры в качестве армирующего компонента для улучшения свойств строительной смеси для 3D-печати (см. таблицу А.2), если данн