Search

Project Report: Pacheco et al. (2023) Recycled Aggregates and 3D printing technology: production requirements, printability and way forward (Deliverable D1.1.). Project Title: Recycled aggregates for 3D printed concrete structures Acronym: Recycl3D Project website: https://recycl3d.eu/, This project has received funding under Grant agreement nº 101003575. Funding Scheme ERA-MIN 3 Cofund 2021.

Poster entitled Application of X-ray micro-computed tomography evaluations of 3D printed concrete from the 3rdRILEM International Conference on Concrete and Digital Fabrication (Digital Concrete 2022) – 26-29 June (Loughborough, UK)

It is shown that high operational reliability of structural materials, in particular at high temperatures, is achieved through the use of ultra-high strength cement composites. Studies of various types of Portland cements with mineral additives of the CEM II/A type have established that a stone based on Portland cement with superzeolite is the most resistant to high temperatures. It has been proven that due to the "self-autoclaving" effect, the strength of a stone based on CEM II/A-P 42.5 R is 1.2–1.3 times higher than a stone based on other types of CEM II/A. To obtain fast-hardening cement composites, a nanotechnological approach based on the use of sol-gel technology has been implemented. Using the methods of IR spectroscopy, electron microscopy, the fact of obtaining, by the chemical method of synthesis, an alkaline nanomodifier N-C-S-H-PCE, which is a nano–liquid based on nano-core seeds of sodium/calcium hydrosilicates, has been proved. It has been confirmed that the introduction of the alkaline nanomodifier N-C-S-H-PCE provides a significant intensification of the early structure formation processes in the paste based on Portland cement with superzeolite (after 12 hours, 24 hours and 28 days, the strength is 16.9; 30.5 and 104.1 MPa). It has been established that the complex combination of Portland cement with superzeolite, corundum aggregate, basalt fiber and alkaline nanomodifier provides rapid-hardening of ultra-high strength cement composites (T=400 °C) with improved operational properties. Thus, there is reason to assert the feasibility of developing rapid-hardening ultra-high strength cementitious composites. This solves the problems associated with the need to increase their early strength and performance. As a result, it is possible to carry out repair work to protect equipment from abrasive wear at elevated temperatures, Показано, что высокая эксплуатационная надежность конструкционных материалов, в частности в условиях высоких температур, достигается за счет применения сверхвысокопрочных цементных композитов. Проведенными исследованиями различных типов портландцементов с минеральными добавками типа СEM II/A установлено, что камень на основе портландцемента с суперцеолитом является наиболее устойчивым к воздействию высоких температур. Доказано, что за счет эффекта «самоавтоклавирования» прочность камня на основе СEM II/A-P 42,5 R является в 1,2–1,3 раза выше по сравнению с камнем на основе других типов СEM II/A. Для получения быстротвердеющих цементных композитов реализован нанотехнологический подход, основанный на использовании золь-гель технологии. Методами ИК-спектроскопии, электронной микроскопии доказан факт получения за счет химического метода синтеза щелочного наномодификатора N-C-S-H-PCE, что представляет собой наножидкость с посевными зародышамисмешанных гидросиликатов натрия/кальция. Подтверждено, что ввведение щелочного наномодификатора N-C-S-H-PCE обеспечивает значительную интенсификацию процессов раннего структурообразования портландцемента с суперцеолитом (после 12 ч, 24 ч и 28 суток прочность составляет 16,9; 30,5 и 104,1МПа). Установлено, что комплексное сочетание портландцемента с суперцеолитом, корундового заполнителя, базальтового волокна и щелочного наномодификатора обеспечивает получение быстротвердеющих сверхвысокопрочных цементных композитов (Т=400 °C) с улучшенными эксплуатационными свойствами. Таким образом, есть основания утверждать о целесообразности разработки быстротвердеющих сверхвысокопрочных цементных композитов. При этом решаются проблемы, связанные с необходимостью повышения их ранней прочности и эксплуатационных свойств. В результате создается возможность проведения ремонтных работ для защиты оборудования от абразивного износа при повышенных температурах, Показано, що висока експлуатаційна надійність конструкційних матеріалів, зокрема за високих температур, досягається за рахунок застосування надвисокоміцних цементних композитів. Проведеними дослідженнями різних типів портландцементів з мінеральними добавками типу СЕМ ІІ/А встановлено, що найбільш стійким до впливу високих температур є цементний камінь з суперцеолітом. Доведено, що за рахунок ефекту «самоавтоклавування» міцність каменю з суперцеолітом при високих температурах підвищується в 1,2–1,3рази. Для одержання швидкотверднучих цементних композитів реалізовано нанотехнологічний підхід, що базується на використанні золь-гель технології. Методами ІЧ-спектроскопії, електронної мікроскопії доведено факт отримання за рахунок хімічного методу синтезу лужного наномодифікатора N-C-S-H-PCE, що представляє собою нанорідину з посівними зародками змішаних гідросилікатів натрію/кальцію. Підтверджено, що введення лужного наномодифікатора N-C-S-H-PCE призводить до значної інтенсифікації процесів раннього структуроутворення портландцементу з суперцеолітом (через 12 год, 24 год та 28 діб міцність досягає 16,9; 30,5 та 104МПа). Встановлено, що комплексне поєднання портландцементу з суперцеолітом, корундового заповнювача, базальтового волокна та лужного наномодифікатора забезпечує одержання швидкотверднучих надвисокоміцнихцементних композитів в умовах високих температур (Т=400°C) з покращеними експлуатаційними властивостями. Таким чином, є підстави стверджувати про доцільність розроблення швидкотверднучих надвисокоміцних цементних композитів. При цьому вирішуються проблеми, пов’язані з необхідністю підвищення їх ранньої міцності та експлуатаційних властивостей. В результаті створюється можливість проведення ремонтних робіт для захисту обладнання від абразивного зносу при підвищених температурах