Лужноактивовані цементуючі композити для 3D-технологій у будівництві
Автор: Хабарова Віра Андріївна
Кваліфікаційний рівень: магістр (ОНП)
Спеціальність: Будівництво та цивільна інженерія (освітньо-наукова програма)
Інститут: Інститут будівництва та інженерних систем
Форма навчання: денна
Навчальний рік: 2020-2021 н.р.
Мова захисту: англійська
Анотація: Хабарова В.А., Саницький М.А. (керівник). Лужноактивовані цементуючі композити для 3D-технологій у будівництві. Магістерська кваліфікаційна робота. – Національний університет "Львівська політехніка", Львів, 2021. Розширена анотація. Технологія тривимірного друку у будівництві викликає інтерес через збільшення швидкості спорудження будівельних конструкцій, зменшення витрат на робочу силу, будівельні відходи та ризики для здоров’я працівників [1]. Важливим завданням для реалізації можливостей 3D-друку є підбір складів композиційних будівельних матеріалів, що відповідають необхідним характеристиками будівлі. Для цього використовують дрібнозернисті бетонні суміші [2]. Одними із матеріалів, які можуть суттєво змінити ефективність композитів, надрукованих 3D, є наноматеріали (включення наночастинок має значний вплив на ефективність композиційних матеріалів, що друкуються) [3]. Лужноактивовані цементуючі композити - це в’яжучі речовини, що характеризуються приблизно на 80-90% меншими викидами СО2 та забезпечують механічні та теплофізичні властивості, порівнянні з звичайними бетонами [4]. Такий композит виготовляється в процесі активації лугом матеріалів на основі алюмосилікату, таких як доменний шлак, зола винесення, цеоліт або метакаолін [5]. Природний цеоліт як часткова заміна портландцементу може підвищити механічні властивості та довговічність бетонних композитів для 3D-друку [6]. Об’єкт дослідження – процес лужної активації портландцементу для забезпечення необхідних властивостей для адитивного друку. Предмет дослідження – склад швидкотверднучого лужноактивованого цементуючого композиту з використанням цеолітвмісного портландцементу і добавки суперпластифікатора та конструкція стіни з нього. Мета дослідження: дослідити властивості матеріалів для 3D-друку, а також розробити склад лужноактивованого цементуючого композиту, який сумісний з технологією 3D-друку та може стати будівельною конструкцією. Представлені результати експериментальних досліджень сумішей з викорисанням цеоліту для технології 3D-друку свідчать, що при використанні запропонованих складів бетону міцність на ранніх термінах тверднення збільшуєтся. Тобто можна виготовити лужноактивовані цементуючі матеріали для використання у 3D-будівництві, перевагою яких є зниження викидів CO2, а також покращені показники міцності та довговічності. Ключові слова: 3D-друк; лужноактивовані цементуючі композити; геополімерний бетон; матеріали, що активуються лугами; наноматеріали. Перелік використаних джерел. 1. De Schutter, G., Lesage, K., Mechtcherine, V., Nerella, V. N., Habert, G., & Agusti-Juan, I. (2018). Vision of 3D printing with concrete—technical, economic and environmental potentials. Cement and Concrete Research, 112, 25-36. doi: 10.1016/j.cemconres.2018.06.001. 2. Hager, I., Golonka, A., & Putanowicz, R. (2016). 3D printing of buildings and building components as the future of sustainable construction?. Procedia Engineering, 151, 292-299. doi: 10.1016/j.proeng.2016.07.357. 3. Sikora, P., Chougan, M., Cuevas, K., Liebscher, M., Mechtcherine, V., Ghaffar, S. H., ... & Stephan, D. (2021). The effects of nano-and micro-sized additives on 3D printable cementitious and alkali-activated composites: A review. Applied Nanoscience, 1-19. doi: 10.1007/s13204-021-01738-2. 4. Kashani, A., Provis, J. L., Qiao, G. G., & van Deventer, J. S. (2014). The interrelationship between surface chemistry and rheology in alkali activated slag paste. Construction and Building Materials, 65, 583-591. doi.10.1016/j.conbuildmat.2014.04.127. 5. Xia, M., & Sanjayan, J. (2016). Method of formulating geopolymer for 3D printing for construction applications. Materials & Design, 110, 382-390. doi: 10.1016/j.matdes.2016.07.136. 6. Sanytsky, M., Kropyvnytska, T., Kruts, T., Horpynko, O., & Geviuk, I. (2018). Design of rapid hardening quaternary zeolite-containing Portland-composite cements. In Key Engineering Materials (Vol. 761, pp. 193-196). Trans Tech Publications Ltd. doi: 10.4028/www.scientific.net/KEM.761.193.