RU2734812C2 - Регулирование в режиме реального времени реологических свойств строительного материала для 3d-печати - Google Patents

Регулирование в режиме реального времени реологических свойств строительного материала для 3d-печати Download PDF

Info

Publication number
RU2734812C2
RU2734812C2 RU2019100803A RU2019100803A RU2734812C2 RU 2734812 C2 RU2734812 C2 RU 2734812C2 RU 2019100803 A RU2019100803 A RU 2019100803A RU 2019100803 A RU2019100803 A RU 2019100803A RU 2734812 C2 RU2734812 C2 RU 2734812C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
structural material
layer
laying
laid
rheology modifier
Prior art date
Application number
RU2019100803A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2019100803A (ru
RU2019100803A3 (ru
Inventor
Вивьен ЭЗНО
Пьер-Анри ЖЕЗЕКЕЛЬ
Фабрис ТУССЭН
Абдельазиз ЛАБЬЯД
Original Assignee
Холсим Технологи Лтд
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=56497685&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=RU2734812(C2) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Холсим Технологи Лтд filed Critical Холсим Технологи Лтд
Publication of RU2019100803A publication Critical patent/RU2019100803A/ru
Publication of RU2019100803A3 publication Critical patent/RU2019100803A3/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2734812C2 publication Critical patent/RU2734812C2/ru

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B28—WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
    • B28B—SHAPING CLAY OR OTHER CERAMIC COMPOSITIONS; SHAPING SLAG; SHAPING MIXTURES CONTAINING CEMENTITIOUS MATERIAL, e.g. PLASTER
    • B28B1/00—Producing shaped prefabricated articles from the material
    • B28B1/001—Rapid manufacturing of 3D objects by additive depositing, agglomerating or laminating of material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B28—WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
    • B28B—SHAPING CLAY OR OTHER CERAMIC COMPOSITIONS; SHAPING SLAG; SHAPING MIXTURES CONTAINING CEMENTITIOUS MATERIAL, e.g. PLASTER
    • B28B3/00—Producing shaped articles from the material by using presses; Presses specially adapted therefor
    • B28B3/20—Producing shaped articles from the material by using presses; Presses specially adapted therefor wherein the material is extruded
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C64/00—Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
    • B29C64/10—Processes of additive manufacturing
    • B29C64/106—Processes of additive manufacturing using only liquids or viscous materials, e.g. depositing a continuous bead of viscous material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
    • B33Y10/00—Processes of additive manufacturing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
    • B33Y70/00—Materials specially adapted for additive manufacturing
    • B33Y70/10—Composites of different types of material, e.g. mixtures of ceramics and polymers or mixtures of metals and biomaterials
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B14/00—Use of inorganic materials as fillers, e.g. pigments, for mortars, concrete or artificial stone; Treatment of inorganic materials specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone
    • C04B14/02—Granular materials, e.g. microballoons
    • C04B14/04—Silica-rich materials; Silicates
    • C04B14/045—Alkali-metal containing silicates, e.g. petalite
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B22/00—Use of inorganic materials as active ingredients for mortars, concrete or artificial stone, e.g. accelerators, shrinkage compensating agents
    • C04B22/06—Oxides, Hydroxides
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B22/00—Use of inorganic materials as active ingredients for mortars, concrete or artificial stone, e.g. accelerators, shrinkage compensating agents
    • C04B22/08—Acids or salts thereof
    • C04B22/085—Acids or salts thereof containing nitrogen in the anion, e.g. nitrites
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B22/00—Use of inorganic materials as active ingredients for mortars, concrete or artificial stone, e.g. accelerators, shrinkage compensating agents
    • C04B22/08—Acids or salts thereof
    • C04B22/12—Acids or salts thereof containing halogen in the anion
    • C04B22/124—Chlorides of ammonium or of the alkali or alkaline earth metals, e.g. calcium chloride
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B22/00—Use of inorganic materials as active ingredients for mortars, concrete or artificial stone, e.g. accelerators, shrinkage compensating agents
    • C04B22/08—Acids or salts thereof
    • C04B22/14—Acids or salts thereof containing sulfur in the anion, e.g. sulfides
    • C04B22/142—Sulfates
    • C04B22/148—Aluminium-sulfate
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B24/00—Use of organic materials as active ingredients for mortars, concrete or artificial stone, e.g. plasticisers
    • C04B24/16—Sulfur-containing compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B24/00—Use of organic materials as active ingredients for mortars, concrete or artificial stone, e.g. plasticisers
    • C04B24/24—Macromolecular compounds
    • C04B24/26—Macromolecular compounds obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • C04B24/2652—Nitrogen containing polymers, e.g. polyacrylamides, polyacrylonitriles
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B24/00—Use of organic materials as active ingredients for mortars, concrete or artificial stone, e.g. plasticisers
    • C04B24/24—Macromolecular compounds
    • C04B24/28—Macromolecular compounds obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • C04B24/32—Polyethers, e.g. alkylphenol polyglycolether
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B24/00—Use of organic materials as active ingredients for mortars, concrete or artificial stone, e.g. plasticisers
    • C04B24/24—Macromolecular compounds
    • C04B24/34—Natural resins, e.g. rosin
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B24/00—Use of organic materials as active ingredients for mortars, concrete or artificial stone, e.g. plasticisers
    • C04B24/24—Macromolecular compounds
    • C04B24/38—Polysaccharides or derivatives thereof
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B24/00—Use of organic materials as active ingredients for mortars, concrete or artificial stone, e.g. plasticisers
    • C04B24/24—Macromolecular compounds
    • C04B24/38—Polysaccharides or derivatives thereof
    • C04B24/383—Cellulose or derivatives thereof
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B28/00—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
    • C04B28/02—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing hydraulic cements other than calcium sulfates
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B40/00—Processes, in general, for influencing or modifying the properties of mortars, concrete or artificial stone compositions, e.g. their setting or hardening ability
    • C04B40/0028—Aspects relating to the mixing step of the mortar preparation
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04G—SCAFFOLDING; FORMS; SHUTTERING; BUILDING IMPLEMENTS OR AIDS, OR THEIR USE; HANDLING BUILDING MATERIALS ON THE SITE; REPAIRING, BREAKING-UP OR OTHER WORK ON EXISTING BUILDINGS
    • E04G21/00—Preparing, conveying, or working-up building materials or building elements in situ; Other devices or measures for constructional work
    • E04G21/02—Conveying or working-up concrete or similar masses able to be heaped or cast
    • E04G21/04—Devices for both conveying and distributing
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2103/00—Function or property of ingredients for mortars, concrete or artificial stone
    • C04B2103/0068—Ingredients with a function or property not provided for elsewhere in C04B2103/00
    • C04B2103/0079—Rheology influencing agents
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2103/00—Function or property of ingredients for mortars, concrete or artificial stone
    • C04B2103/10—Accelerators; Activators
    • C04B2103/12—Set accelerators
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2103/00—Function or property of ingredients for mortars, concrete or artificial stone
    • C04B2103/30—Water reducers, plasticisers, air-entrainers, flow improvers
    • C04B2103/302—Water reducers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2103/00—Function or property of ingredients for mortars, concrete or artificial stone
    • C04B2103/30—Water reducers, plasticisers, air-entrainers, flow improvers
    • C04B2103/32—Superplasticisers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2103/00—Function or property of ingredients for mortars, concrete or artificial stone
    • C04B2103/44—Thickening, gelling or viscosity increasing agents
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2111/00—Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
    • C04B2111/00034—Physico-chemical characteristics of the mixtures
    • C04B2111/00181—Mixtures specially adapted for three-dimensional printing (3DP), stereo-lithography or prototyping

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Architecture (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
  • Producing Shaped Articles From Materials (AREA)

Abstract

Группа изобретений относится к способу укладки текучего конструкционного материала, содержащего гидравлическое вяжущее вещество, для послойного создания конструкционных элементов, такого как 3D-печать бетона или строительного раствора. Способ включает транспортировку текучего конструкционного материала к укладывающей головке. Укладывают конструкционный материал через выпускное отверстие укладывающей головки для формирования слоя конструкционного материала. Причем стадия укладки конструкционного материала включает экструдирование конструкционного материала в пастообразной форме через наконечник укладывающей головки. При этом перед укладкой конструкционного материала добавляют к конструкционному материалу модификатор реологии с тем, чтобы уложенный материал перед происхождением схватывания имел увеличенный предел текучести по сравнению с данным материалом во время стадии транспортировки. После укладки первого слоя конструкционного материала на данный первый слой укладывается по меньшей мере один последующий слой конструкционного материала. При этом количество модификатора реологии, добавляемого к конструкционному материалу, выбирается так, чтобы увеличить предел текучести так, чтобы первый слой не разрушался под нагрузкой указанного по меньшей мере одного последующего слоя. Техническим результатом является повышение эффективности 3D-печати. 10 з.п. ф-лы, 1 ил.

Description

Изобретение относится к способу укладки текучего конструкционного материала, содержащего гидравлическое вяжущее вещество, для послойного создания конструкционных элементов, такого как 3D-печать бетона или строительного раствора.
3D-печать представляет собой технологию создания объектов, которую обычно называют «аддитивным производством» и которая состоит из послойного соединения материала для получения объектов по данным трехмерных моделей или с привлечением другого источника компьютерных данных. В частности, последовательные слои материала образуются под управлением компьютера с помощью промышленного робота. Уже было предложено разработать трехмерные принтеры, способные к созданию строительных конструкций из конструкционных материалов, которые могут быть строительным раствором или бетоном. Согласно этим предложениям конструкционный материал экструдируется через наконечник для послойного создания конструкционных элементов без использования опалубочных конструкций или какой-либо последующей вибрации. Возможность построения конструкций без опалубки является значительным преимуществом в том, что касается темпов производства, свободы архитектурных решений и снижения производственных затрат.
Обычно 3D-печать конструкционных материалов представляет собой непрерывный процесс, который включает транспортировку свежеприготовленной бетонной смеси или строительного раствора к укладывающей головке и укладку конструкционного материала через выпускное отверстие головки, для формирования слоя бетона. При укладке бетона или строительного раствора укладывающая головка перемещается под управлением компьютерного устройства для создания слоя конструкционного материала в соответствии с лежащей в основе 3D-моделью. В частности, укладывающая головка укладывает полосу свежеприготовленного бетона или строительного раствора. Чтобы сделать возможным плавное прохождение свежеприготовленной бетонной смеси или строительного раствора через каждый участок процесса транспортировки к укладывающей головке, необходимо обеспечение стабильных реологических свойств свежеприготовленного материала.
Однако конструкционный материал должен быть не только достаточно текучим, чтобы обеспечивать цели транспортировки и экструзии, но также и достаточно жестким для обеспечения необходимой механической стабильности трехмерной печатной структуры до схватывания гидравлического вяжущего. В частности, нижележащие слои конструкционного материала должны без разрушения выдерживать нагрузку, накладываемую верхними слоями. Поэтому специалистам в данной области необходимо стремиться контролировать процесс твердения и схватывания материала с течением времени. Материал должен схватываться достаточно рано и достаточно затвердевать, чтобы выдерживать массу накладываемых далее слоев. Однако твердение материала в типичном случае требует длительного времени, что не только приводит к продолжительному периоду производства, но также и к снижению прочности связи между слоями. Для повышения прочности связывания между слоями было бы полезным выполнение укладки слоя в то время, пока предыдущий слой все еще остается свежим. Это, в свою очередь, имеет тот недостаток, что слой свежеуложенного бетона не обладает надлежащей механической прочностью, способной удерживать массу размещаемых далее слоев.
Поэтому настоящее изобретение нацелено на улучшение способа 3D-печати изначально определенного типа с тем, чтобы преодолеть указанные выше проблемы. В частности, изобретение стремится предоставить особую гидравлическую композицию и способ, делающий возможным быстрое продвижение процесса производства с короткими промежутками времени между размещением последовательных слоев конструкционного материала и в то же самое время обеспечивающий достаточную механическую прочность таких слоев, способных к удержанию массы слоев, укладываемых далее.
Для достижения этой цели способ согласно данному изобретению включает:
транспортировку текучего конструкционного материала к укладывающей головке,
укладку конструкционного материала через выпускное отверстие укладывающей головки для формирования слоя конструкционного материала,
перед укладкой конструкционного материала добавление к конструкционному материалу модификатора реологии с тем, чтобы уложенный материал имел увеличенный предел текучести по сравнению с материалом на стадии транспортировки.
Таким образом, подход изобретения основывается на том, что способность уложенных слоев выдерживать собственную массу связана с их реологическими свойствами и, более конкретно, с их пределом текучести. Во время послойного создания конструкции слой, уложенный первым, подвергается самой большой нагрузке. Для обеспечения устойчивости конструкции, создаваемой в ходе реализации данного способа, предел текучести должен быть достаточным для выдерживания такой нагрузки. При добавлении модификатора реологии к текучему конструкционному материалу лишь незадолго до его укладки такой конструкционный материал сохраняет свою способность к течению к укладывающей головке под относительно низким сдвигающим напряжением в своем свежем состоянии, но приобретает достаточно высокий предел текучести, когда оказывается уложенным – для того, чтобы не допускать разрушения материала под его собственной массой или массой последующих слоев. Поэтому способ по изобретению объединяет две, казалось бы, противоположных характеристики: конструкционный материал легко перекачивается и имеет повышенный предел текучести, когда материал оказывается уложенным.
Данный конструкционный материал может быть строительным раствором, то есть смесью гидравлического вяжущего вещества и, возможно, дополнительных минеральных компонентов, таких как молотый известняк, вода, песок и химические добавки.
Данный конструкционный материал также может быть бетоном, то есть смесью гидравлического вяжущего вещества и, возможно, дополнительных минеральных компонентов, таких как молотый известняк, вода, песок, гравий и химические добавки.
В предпочтительном воплощении конструкционный материал является текучим бетоном сверхвысокого качества, то есть смесью цемента, тонкодисперсного известнякового материала, микропеска и/или песка, высокоэффективной добавки, уменьшающей водопотребность, возможно, ускорителя схватывания и воды, который за 28 дней развивает предел прочности при сжатии по меньшей мере в 100 МПа.
Модификатор реологии может добавляться к конструкционному материалу непосредственно перед достижением укладывающей головки или в самой укладывающей головке.
Предпочтительно модификатор реологии и конструкционный материал смешиваются друг с другом перед укладкой конструкционного материала, при этом для выполнения смешивания предпочтительно используется статический смеситель.
Предпочтительно модификатор реологии добавляется к потоку транспортируемого конструкционного материала в непрерывном режиме, так, чтобы достигалась непрерывность выполнения способа. Предпочтительно не только добавление модификатора реологии, но также и смешивание модификатора реологии с потоком транспортируемого конструкционного материала выполняется в непрерывном режиме, так, чтобы могло достигаться непрерывное укладывание смеси конструкционного материала и модификатора реологии при перемещении укладывающей головки в соответствии с лежащими в основе 3D-данными.
Количество модификатора реологии, который непрерывно добавляется к потоку конструкционного материала в единицу времени, предпочтительно регулируется так, чтобы поддерживать определенное соотношение модификатора реологии и конструкционного материала в конечной смеси, которая укладывается слой за слоем. В частности, измеряется расход конструкционного материала, который транспортируется к укладывающей головке, а расход модификатора реологии, добавляемого к потоку конструкционного материала, приспосабливается так, чтобы достигнуть заданного соотношения. В качестве альтернативного варианта, устанавливается фиксированный расход конструкционного материала, транспортируемого к укладывающей головке, и выбирается расход модификатора реологии, добавляемого к потоку конструкционного материала, таким образом, чтобы достигнуть заданного соотношения.
Предпочтительно стадия укладки конструкционного материала включает экструдирование конструкционного материала в пастообразной форме через наконечник укладывающей головки.
Количество модификатора реологии, добавляемого к конструкционному материалу, предпочтительно выбирается таким, чтобы слой уложенного материала имел устойчивость, достаточную для того, чтобы не разрушаться под собственной массой или массой последующего слоя(-ев), размещаемого поверх него. В этой связи, предпочтительный режим работы состоит в том, чтобы после укладки первого слоя конструкционного материала на этот первый слой укладывался по меньшей мере один следующий слой конструкционного материала, при этом количество модификатора реологии, добавляемого к конструкционному материалу, выбирается так, чтобы повысить предел текучести таким образом, чтобы первый слой не разрушался под нагрузкой указанного по меньшей мере одного последующего слоя.
При этом «не разрушающийся» означает, что высота слоя под грузом по меньшей мере одного последующего слоя не уменьшается более чем на 10%, предпочтительно не более чем на 5%.
Так как способ по изобретению нацелен на обеспечение возможности быстрого продвижения процесса производства, указанные выше критерии стабильности предпочтительно должны удовлетворяться на минимальной скорости производства, в соответствии с ограничениями, накладываемыми максимальным интервалом времени между размещением двух последовательных слоев материала. Согласно предпочтительному режиму работы, конструкционный материал первого слоя оставляется на период времени не более 2 минут, предпочтительно в течение интервала времени 30-60 с, прежде чем на упомянутый конструкционный материал первого слоя укладывается конструкционный материал последующего слоя.
Согласно одному предпочтительному воплощению изобретения, предел текучести свежеуложенного конструкционного материала составляет 600 - 4000 Па. Поэтому предпочтительно, чтобы количество модификатора реологии, добавляемого к конструкционному материалу, выбиралось таким образом, чтобы повысить предел текучести до 600 - 4000 Па. Предел текучести измеряется с помощью устройства для определения сопротивления сдвигу (scissometer). Устройство для определения сопротивления сдвигу состоит из лопасти, погружаемой в испытуемый материал, к которой прикладывается возрастающий вращающий момент. Когда в материале происходит слом, лопасть начинает вращаться, обычно как только вращающий момент достигает своего предельного значения, которое рассматривается в качестве характеристической величины, являющейся представительной для предела текучести данного материала. Измерение предела текучести предпочтительно выполняется в пределах 30-60 с после выполнения укладки материала.
Добавление модификатора реологии согласно изобретению приводит к тому, что увеличение показателя предела текучести достигается почти немедленно после укладки, то есть прежде, чем происходит схватывание. Поэтому увеличение предела текучести, которое достигается в соответствии с изобретением, является независимым от процесса схватывания гидравлического вяжущего вещества конструкционного материала. Таким образом, изобретение в целом обходится без регулирования или ускорения процесса схватывания.
Однако в предпочтительном воплощении изобретения в результате ускорения процесса схватывания могут быть достигнуты даже лучшие результаты. Это позволяет еще больше увеличивать скорость производства. В частности, соляной ускоритель схватывания или твердения, такой как, например, хлорид натрия, хлорид кальция, гидроксид алюминия, сульфат алюминия-калия, силикат натрия, нитрат кальция и/или нитрит кальция, тиацианат натрия и/или кальция, предпочтительно добавляются к гидравлическому вяжущему веществу до, во время и/или после стадии транспортировки. Также могут использоваться ускоряющие добавки, которые действуют и как ускоритель схватывания, и как модификатор реологии. В качестве примеров добавок, которые обеспечивают обе эти функции, могут быть упомянуты сульфат алюминия-калия и силикат натрия.
Может также использоваться коммерчески доступный ускоритель, обычно используемый для случаев применения торкретбетона, такой как Sika 40 AF или продукты CHRYSO®Jet, в дозировках, находящихся от 1,0 до 10%, более предпочтительно от 3,0% до 7% от общей массы гидравлического вяжущего вещества.
Модификатором реологии может быть любая добавка, которая увеличивает предел текучести уложенного материала до того, как происходит схватывание гидравлического вяжущего вещества. В качестве указанного модификатора реологии предпочтительно используется загуститель или увеличивающий вязкость агент. Этот агент предпочтительно используется в жидкой форме. В частности, в качестве модификатора реологии или компонента модификатора реологии используется простой эфир крахмала, простой эфир целлюлозы и/или велановая смола. В частности, хорошие результаты были достигнуты со следующей добавкой: Foxcrete S200 (простой эфир крахмала), предоставленный Avebe, Aquasorb 2611 (растворимый в воде полиакриламид), предоставленный SNF Floerger SAS, Tylose MHS 300000 P6 (растворимая в воде, неионогенная, высокоэтерифицированная метилгидроксиэтилцеллюлоза), предоставленная SE Tylose GmbH и Co. KG, KelcoCrete (диутановая смола), предоставленная CP Kelco, и казеин.
Стадия транспортировки способа по изобретению включает транспортировку конструкционного материала в текучем состоянии к укладывающей головке. В частности, транспортирование конструкционного материала выполняется посредством перекачивания. Предпочтительно материал транспортируется во влажном состоянии и готов к укладке без необходимости в добавлении каких-либо дополнительных компонентов за исключением модификатора реологии.
Предпочтительно свежий конструкционный материал, такой как свежая бетонная смесь или свежий строительный раствор, запасается в бункере или любой другой накопительной емкости, или в смесительном устройстве автобетоновоза и транспортируется от участка хранения непосредственно к укладывающей головке.
Предпочтительно конструкционный материал разработан таким образом, чтобы в течение стадии транспортировки, то есть перед добавлением модификатора реологии, обладать свойствами самовыравнивания. В частности, предел текучести подлежащего транспортировке материала составляет от 200 до 400 Па согласно измерениям с помощью устройства для определения сопротивления сдвигу.
Для достижения описанной выше пригодности к транспортировке или прокачиваемости перед выполнением стадии транспортировки к конструкционному материалу предпочтительно добавляется добавка, снижающая водопотребность, в частности, пластификатор или суперпластификатор, предпочтительно пластификатор, основанный на полиоксиполикарбоксилате или фосфонатах.
Снижающая водопотребность добавка позволяет уменьшить количество воды затворения для данной удобоукладываемости в типичном случае на 10-15%. В качестве примера снижающих водопотребность добавок могут быть упомянуты лигносульфонаты, гидроксикарбоновые кислоты, углеводы и некоторые другие органические соединения, например, глицерин, поливиниловый спирт, алюмометилсиликонат натрия и парааминобензолсульфокислота, как описано в Concrete Admixtures Handbook, Properties Science and Technology, V.S. Ramachandran, Noyes Publications, 1984.
Суперпластификаторы принадлежат к новому классу снижающих водопотребность добавок и способны к снижению водонасыщенности воды затворения для данной удобоукладываемости приблизительно на 30 масс.%. В качестве примера суперпластификаторов могут быть отмечены PCP-суперпластификаторы. Термин “PCP” или «полиоксиполикарбоксилат» согласно настоящему изобретению должен пониматься как сополимер акриловых кислот или метакриловых кислот и их сложных эфиров полиоксиэтилена (POE).
Хорошие результаты были достигнуты со следующими типами суперпластификаторов: CHRYSO®Premia, основанная на PCP широкодиапазонная снижающая водопотребность добавка, BASF MasterGlenium 27, основанная на PCP широкодиапазонная снижающая водопотребность добавка, и CHRYSO®Optima 100, широкодиапазонная снижающая водопотребность добавка на фосфонатной основе.
Предпочтительно конструкционный материал содержит от 0,05 до 1%, более предпочтительно от 0,05 до 0,5% снижающей водопотребность добавки, пластификатора или суперпластификатора, здесь процентная доля выражает массу относительно сухой массы цемента.
Для уменьшения и регулирования количеств вовлеченного в строительный раствор воздуха может добавляться противопенный реагент. Неконтролируемые высокие уровни содержания воздуха в строительном растворе или бетоне способны снижать механическую прочность на всех стадиях старения бетона и нерегулируемым образом увеличивают реологию свежего конструкционного материала.
Противопенный реагент может быть выбран, например, из группы, состоящей из минеральных масел, органических полимеров, поверхностно-активных веществ и минеральных смесей, смесей полиэфир-силоксана и пирогенного диоксида кремния, полидиметилсилоксана и их смесей.
Хорошие результаты были получены с Dehydran 1922. Этот противопенный реагент, выпускаемый BASF, представляет собой смесь поверхностно-активных веществ и минеральных веществ. Предпочтительно конструкционный материал содержит 0,1-0,3 масс.% этой добавки.
Конструкционный материал, используемый в способе по изобретению, представляет собой материал на основе гидравлического вяжущего вещества, то есть любой материал, который генерирует создающие прочность фазы в результате твердения и выдерживания при контакте с водой, таким как строительный раствор или бетон. Гидравлическое вяжущее вещество предпочтительно содержит или состоит из обычного или белого портландцемента. Портландцемент, который используется в данном изобретении, может быть портландцементом любого типа. Подходящими цементами являются цементы, описанные в Европейском стандарте NF EN 197-1 от апреля 2012 г., или их смеси, предпочтителен цемент типов CEM I, CEM II, CEM III, CEM IV или CEM V.
Хорошие результаты были достигнуты при использовании белого цемента CEM I 52.5N, производимого на цементном заводе Le Teil, или цемента HTS, выпускаемого на цементном заводе Le Teil.
К портландцементу могут добавляться различные минеральные добавки, такие как, например, гранулированный доменный шлак (gbfs), зола-унос, природные пуццоланы, кальцинированные глины или молотый известняк, для получения в результате композитного портландцемента. Минеральные добавки, в типичном случае составляющие от 10 до 50 масс.% от общей массы вяжущего вещества, в большинстве применений представлены гранулированным доменным шлаком, золой-уносом, пуццоланами, молотым известняком или их смесями.
Отношение вода/вяжущее (мас./мас. отношение) конструкционного материала, используемого в данном изобретении, предпочтительно составляет от 0,25 до 0,5, более предпочтительно от 0,3 до 0,4. Отношение вода/вяжущее может варьировать, например, из-за водопотребности минеральных добавок в случае их использования. Отношение вода/вяжущее определяется как параметр, представляющий собой массовое отношение количества воды к сухой массе гидравлического вяжущего вещества (портландцемент и минеральные добавки).
В предпочтительном воплощении конструкционный материал является самовыравнивающейся строительной смесью, изготовленной из песка, портландцемента, известнякового наполнителя и суперпластификатора.
Далее изобретение будет описано более подробно с обращением к следующему примеру и к примеру осуществления оборудования, показанного на фиг. 1, которое является подходящим для реализации способа данного изобретения.
Пример 1
Был приготовлен строительный раствор, имеющий следующую композицию:
- 2058,6 г премикса NAG3 Ductal;
- 11,33 г CHRYSO®Optima 100;
- 201,7 г воды.
Этот строительный раствор показывает результаты испытаний на расплыв, выполненных согласно стандарту ASTM C230 (Американское общество по испытанию материалов) способом виброплощадки, составляющие 140 мм. Поскольку свежий строительный раствор является самоуплотняющимся, его предел текучести невысок и находится ниже 400 Па.
Материал прокачивался с расходом от 0,7 до 1,3 л/мин. В укладывающей головке робота количества Sika 40 AF смешивались со строительным раствором в дозировке от 21 до 36 г на 1 л строительного раствора.
Измеренный с помощью устройства для определения сопротивления сдвигу предел текучести уложенного материала был оценен как составляющий от 800 до 1200 Па.
Последовательные слои материала укладывались друг поверх друга на протяжении 2 часов с достижением общей высоты приблизительно 1 метр.
Наблюдалось, что слои не разрушались и желаемая форма печатаемого объекта была полностью соблюдена.
Прежде, чем напечатанный элемент мог подвергаться каким-либо манипуляциям, слои оставлялись для схватывания и твердения на 24 часа.
Пример 2
Был приготовлен строительный раствор, имеющий следующую композицию:
- 569,3 г белого цемента CEM I 52.5N Le Teil;
- 350,1 г известнякового наполнителя BL 200 от Omya;
- 1004,8 г песка Sablon 0/0.315 от Sibelco;
- 11,16 г Glenium 27 от BASF;
- 270,0 г воды.
Этот строительный раствор показывает результаты испытаний на расплыв, выполненных согласно стандарту ASTM C230 способом виброплощадки с конусом Марша, составляющие 210 мм. Поскольку свежий строительный раствор является самоуплотняющимся, его предел текучести невысок и находится ниже 400 Па.
Эта рецептура была проверена на насосной системе без какого-либо автоматизированного укладывающего устройства.
Материал прокачивался с расходом 1,9 л/мин. В экструзионной головке добавлялся Foxcrete S200 в дозировке 0,4 г на 1 л конструкционного раствора.
Измерения предела текучести уложенного материала дали результат в 2500 Па.
Прошедший стадию экструзии материал показал способность к самоподдерживанию. Друг поверх друга размещалось вручную спустя 20 мин вплоть до 4 слоев и эти слои не разрушались.
Фиг. 1 демонстрирует оборудование, которое является подходящим для реализации способа данного изобретения. На фиг. 1 самовыравнивающийся строительный раствор 1 поступал из емкости для хранения или с находящегося на рабочем участке бетоносмесительного узла. Строительный раствор транспортировался к насосу 2 для раствора, который транспортировал раствор через трубу 3. Труба 3 проходит через зону 4 безопасности, которая содержит различные присоединения к трубе 3. Первое присоединение служит для соединения с трубой 3 источника 5 промывной воды, предназначенного для периодической очистки трубопровода системы подачи. Кроме того, с трубой 3 соединен аварийный выпуск 6 для удаления конструкционного раствора в случае развития в трубе 3 избыточного давления. Давление в трубе 3 измеряется с помощью манометра 7. Кроме того, обеспечивается разрывной предохранительный диск 8, который может быть предусмотрен в качестве однократно применяемого устройства сброса давления, которое защищает трубу 3 от избыточного давления.
После выхода из зоны 4 безопасности труба 3 ведет к роботу 9, который содержит укладывающую головку 10. Робот 9 содержит приводное устройство (не показано), которое перемещает укладывающую головку 10 по маршруту, который задается электронным модулем управления на основе данных трехмерных моделей для создаваемого объекта. Робот 9 содержит статический смеситель 11, к которому строительный раствор транспортируется через трубу 3. Смеситель 11 служит для смешивания конструкционного раствора с модификатором реологии, который подается к роботу 9 из бака-хранилища 12. Модификатор реологии поставляется к насосу 13, который транспортирует агент через трубу 14 к роботу 9. Труба 14 содержит несколько присоединений, которые расположены ниже по ходу потока от насоса 13, а именно, одно присоединение для аварийного выпуска 15, одно присоединение для разрывного диска 16 и одно присоединение для манометра 17.
Труба 14 входит в трубу 3 с распложенными между ними обратным клапаном 18. Давление после смесителя 11 измеряется с помощью манометра 19. Смесь, выходящая из смесителя 11, может быть подана либо к трубе 20, которая служит для выгрузки бракованных порций смеси, или к трубе 21, которая ведет к укладывающей головке для экструдирования смеси через наконечник.

Claims (16)

1. Способ укладки текучего конструкционного материала, содержащего гидравлическое вяжущее вещество, для послойного создания конструкционных элементов, такого как 3D-печать бетона, при этом указанный способ включает:
a) транспортировку текучего конструкционного материала к укладывающей головке,
b) укладку конструкционного материала через выпускное отверстие укладывающей головки для формирования слоя конструкционного материала,
c) перед укладкой конструкционного материала добавление к конструкционному материалу модификатора реологии с тем, чтобы уложенный материал перед происхождением схватывания имел увеличенный предел текучести по сравнению с данным материалом во время стадии транспортировки,
d) при этом стадия укладки конструкционного материала включает экструдирование конструкционного материала в пастообразной форме через наконечник укладывающей головки,
e) причем после укладки первого слоя конструкционного материала на данный первый слой укладывается по меньшей мере один последующий слой конструкционного материала, при этом количество модификатора реологии, добавляемого к конструкционному материалу, выбирается так, чтобы увеличить предел текучести так, чтобы первый слой не разрушался под нагрузкой указанного по меньшей мере одного последующего слоя.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что предел текучести свежеуложенного конструкционного материала составляет 600-4000 Па.
3. Способ по п. 1 или 2, отличающийся тем, что конструкционный материал первого слоя оставляется на период времени не более 2 минут, предпочтительно на период времени 30-60 с, перед тем как на упомянутый конструкционный материал первого слоя укладывается конструкционный материал последующего слоя.
4. Способ по любому из пп. 1-3, отличающийся тем, что модификатор реологии добавляется к потоку транспортируемого конструкционного материала в непрерывном режиме.
5. Способ по любому из пп. 1-4, отличающийся тем, что модификатор реологии и конструкционный материал смешиваются друг с другом перед укладкой конструкционного материала, при этом для смешивания предпочтительно используется статический смеситель.
6. Способ по любому из пп. 1-5, отличающийся тем, что снижающая водопотребность добавка, в частности пластификатор или суперпластификатор, предпочтительно пластификатор на основе полиоксиполикарбоксилата или фосфонатов, добавляется к гидравлическому вяжущему веществу перед стадией транспортировки, при этом такая транспортировка конструкционного материала выполняется перекачиванием.
7. Способ по любому из пп. 1-6, отличающийся тем, что перед стадией транспортировки к гидравлическому вяжущему веществу предпочтительно добавляется ускоритель схватывания, такой как, например, хлорид натрия, хлорид кальция, гидроксид алюминия, сульфат алюминия-калия, силикат натрия, нитрат кальция и/или нитрит кальция, тиоцианат натрия и/или кальция.
8. Способ по любому из пп. 1-7, отличающийся тем, что в качестве указанного модификатора реологии используется загуститель или увеличивающий вязкость агент.
9. Способ по любому из пп. 1-8, отличающийся тем, что в качестве или в составе модификатора реологии используется простой эфир крахмала, простой эфир целлюлозы, растворимый в воде полиакриламид, казеин и/или велановая смола.
10. Способ по любому из пп. 1-9, отличающийся тем, что конструкционный материал является бетоном или цементным раствором.
11. Способ по любому из пп. 1-9, отличающийся тем, что конструкционный материал является бетоном сверхвысокого качества.
RU2019100803A 2016-06-22 2017-06-02 Регулирование в режиме реального времени реологических свойств строительного материала для 3d-печати RU2734812C2 (ru)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP16290112.8 2016-06-22
EP16290112.8A EP3260258B1 (en) 2016-06-22 2016-06-22 Online control of rheology of building material for 3d printing
PCT/IB2017/000672 WO2017221058A1 (en) 2016-06-22 2017-06-02 Online control of rheology of building material for 3d printing

Publications (3)

Publication Number Publication Date
RU2019100803A RU2019100803A (ru) 2020-07-22
RU2019100803A3 RU2019100803A3 (ru) 2020-07-22
RU2734812C2 true RU2734812C2 (ru) 2020-10-23

Family

ID=56497685

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019100803A RU2734812C2 (ru) 2016-06-22 2017-06-02 Регулирование в режиме реального времени реологических свойств строительного материала для 3d-печати

Country Status (10)

Country Link
US (1) US20190194072A1 (ru)
EP (1) EP3260258B1 (ru)
CN (1) CN109311770A (ru)
CA (1) CA3028582A1 (ru)
DK (1) DK3260258T3 (ru)
ES (1) ES2746826T3 (ru)
HR (1) HRP20191702T1 (ru)
MX (1) MX2018015789A (ru)
RU (1) RU2734812C2 (ru)
WO (1) WO2017221058A1 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2773913C1 (ru) * 2021-12-30 2022-06-14 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский государственный архитектурно-строительный университет" (КазГАСУ) Строительная смесь для 3d-печати

Families Citing this family (38)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3568381A4 (en) 2017-01-15 2021-06-09 Butler, Michael, George DEVICES AND SYSTEMS AND METHODS FOR CREATING AND PLACING PUMPABLE CONCRETE WITH ZERO-SETTING
FR3067637B1 (fr) * 2017-06-14 2020-08-14 Xtreee Systeme d'extrusion de cordons de materiau cimentaire pour robot de fabrication additive de structures architecturales
EP4223471A1 (de) * 2017-08-09 2023-08-09 Sika Technology AG System zum applizieren eines baustoffes
CA3071864A1 (en) * 2017-08-09 2019-02-14 Sika Technology Ag Method for the 3d-printing of mineral binder compositions
WO2019177614A1 (en) 2018-03-15 2019-09-19 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Composition
CN108444867A (zh) * 2018-03-16 2018-08-24 北京工业大学 一种建筑3d打印水泥砂浆的连续性测试方法
IT201800007262A1 (it) * 2018-07-17 2020-01-17 Miscela cementizia per stampante 3D e relativo uso in detta stampante
CA3113849A1 (en) * 2018-10-08 2020-04-16 Saudi Arabian Oil Company Cement-based direct ink for 3d printing of complex architected structures
US20220098101A1 (en) * 2019-01-18 2022-03-31 Venator Germany Gmbh Rapid-hardening mineral binder mixture
PL3914568T3 (pl) * 2019-01-18 2023-08-14 Venator Germany Gmbh Szybko utwardzająca się mieszanina spoiwa mineralnego
EP3708321A1 (de) * 2019-03-15 2020-09-16 Sika Technology Ag Verfahren zum applizieren eines baustoffes
US10934214B2 (en) * 2019-03-19 2021-03-02 Scg Cement Company Limited Binding material suitable for three-dimensional printing formation
CN109912282A (zh) * 2019-04-28 2019-06-21 上海千年城市规划工程设计股份有限公司 3d打印轻型混凝土材料及其制备方法
CN110092600B (zh) * 2019-05-15 2022-04-05 东南大学 一种提高3d打印水泥基材料触变性的工艺方法
CN110540394B (zh) * 2019-09-17 2022-04-19 山东中岩建材科技有限公司 一种适用于3d打印混凝土剪切力墙的材料及其制备方法
FR3101271B1 (fr) * 2019-09-26 2021-10-29 Soletanche Freyssinet Coque structurelle en bfuhp
CN110954442B (zh) * 2019-11-12 2021-02-02 同济大学 一种水泥基材料3d打印动态特性在线测试方法
WO2021152169A1 (en) 2020-02-01 2021-08-05 Celanese Switzerland Ag Cementitious composition additive for machine application
EP3885140A1 (en) * 2020-03-26 2021-09-29 Holcim Technology Ltd Dry cementitious material mixture for 3d-printing
CN111236652A (zh) * 2020-03-27 2020-06-05 同济大学 一种不间断建筑3d打印装置及方法
CN111302742B (zh) * 2020-04-15 2021-09-21 同济大学 一种基于再生玻璃砂的可3d打印uhpc及制备方法
CN111620621B (zh) * 2020-05-13 2022-05-13 东南大学 一种3d打印混凝土纤维材料织网增强构件及其制备方法
WO2022071992A1 (en) * 2020-10-01 2022-04-07 Icon Technology, Inc. 3d printable portland limestone clay-based mortar utilizing locally available materials
EP4005759B1 (de) 2020-11-25 2024-02-21 Saint-Gobain Weber France 3d-druckverfahren zur herstellung eines gegenstands aus beton oder mörtel mit einer durchführung
EP4011581B1 (de) 2020-12-14 2024-02-14 Saint-Gobain Weber France 3d-druckverfahren zur herstellung eines gegenstands aus beton oder mörtel mit einer durchführung
US20220194850A1 (en) * 2020-12-17 2022-06-23 Icon Technology, Inc. Utilizing unprocessed clay in the three dimensional additive printing of mortar onto a building structure
CN113636811A (zh) * 2021-08-10 2021-11-12 成都精准混凝土有限公司 一种用于3d打印的混凝土及其制备方法
EP4151408A1 (en) 2021-09-21 2023-03-22 Holcim Technology Ltd Dry cementitious material mixture for 3d-printing
EP4151409A1 (en) 2021-09-21 2023-03-22 Holcim Technology Ltd Dry cementitious material mixture for 3d-printing
CN114102797B (zh) * 2021-12-27 2023-01-31 中交第一公路勘察设计研究院有限公司 一种3d打印建筑材料可打印性能的量化装置及其使用方法
WO2023138740A1 (en) * 2022-01-18 2023-07-27 Cobod International A/S A printing unit for use in a 3d construction printing system, a 3d construction printing system, and a method for 3d printing a construction
WO2023158561A1 (en) 2022-02-15 2023-08-24 Titan America LLC Concrete composition suitable for 3-d printing and a method for 3-d printing of multiple layers of concrete
EP4275897A1 (en) 2022-05-09 2023-11-15 Holcim Technology Ltd Method of placing a flowable construction material
EP4286349A1 (en) 2022-06-01 2023-12-06 Holcim Technology Ltd Method of building a concrete element for marine or river applications
WO2023250164A1 (en) * 2022-06-23 2023-12-28 Laticrete International, Inc. Cement free self-leveling materials
CN115466090B (zh) * 2022-09-29 2023-08-11 河北量子智能科技有限公司 一种利用固体废弃物的水泥基3d打印材料及其制备方法和应用
CN115677301B (zh) * 2022-11-17 2024-01-19 生物炭建材有限公司 一种利用农业废弃物的低收缩高固碳量3d打印水泥基建筑材料及其制备和应用方法
CN116217206A (zh) * 2023-02-27 2023-06-06 共享智能装备有限公司 一种打印用固废粉料制备方法及3d打印方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR1178272A (fr) * 1957-03-08 1959-05-05 Aerocem Ltd Procédé d'application de mélanges à base de ciment à prise rapide
EP0577604B1 (en) * 1991-01-08 1996-09-18 Ltd. Sandoz Method for blending of admixtures in a sprayed concrete mass and agent for application of the method
US5803665A (en) * 1995-06-07 1998-09-08 Stephens; Patrick J. Method and apparatus for continuous production of quick-setting foamed cement grout with selectively adjustable proportions
US20150072068A1 (en) * 2013-09-06 2015-03-12 Elwha, Llc Systems and methods for manufacturing concrete structures
RU2585703C2 (ru) * 2014-04-21 2016-06-10 Александр Александрович Титов Трехмерный принтер (варианты)

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CH658240A5 (de) 1983-03-26 1986-10-31 Horst Dr Schoenhausen Verfahren und vorrichtung zur herstellung und applikation von gebrauchsfertigen putz- und moertelmischungen, fliesenklebern, sowie fuell- und ausgleichsmassen fuer das baugewerbe.
US5549859A (en) 1992-08-11 1996-08-27 E. Khashoggi Industries Methods for the extrusion of novel, highly plastic and moldable hydraulically settable compositions
IL108671A (en) * 1993-02-17 1998-08-16 Khashoggi E Ind Products that are organically delimited and inorganically filled and methods and systems for creating such products
US8311678B2 (en) 2010-06-23 2012-11-13 Verifi Llc Method for adjusting concrete rheology based upon nominal dose-response profile
FR2961807B1 (fr) 2010-06-24 2013-11-01 Lafarge Sa Procede de transport d'une composition hydraulique
GB201118807D0 (en) 2011-11-01 2011-12-14 Univ Loughborough Method and apparatus
KR101616306B1 (ko) 2014-06-02 2016-04-28 조선대학교 산학협력단 3차원 인쇄식 시멘트 제품 제조장치 및 그 제조방법
SG10201505877SA (en) 2014-07-28 2016-02-26 Beyon 3D Ltd Method and system for fabrication of custom-made molds and concrete - architectural components
CN104310918B (zh) * 2014-10-20 2016-02-03 中国建筑股份有限公司 用于3d打印技术的水泥基复合材料及其制备方法和用途
CN204354263U (zh) 2014-12-29 2015-05-27 中国建筑股份有限公司 一种适用于不同粘度的宾汉姆多组分流体混合挤出装置
KR101620074B1 (ko) 2015-03-27 2016-05-13 동산콘크리트산업(주) 3d 프린팅용 콘크리트 조성물 및 이를 이용한 콘크리트와 그 제조 방법
CN104891891B (zh) * 2015-05-06 2017-04-05 同济大学 一种3d打印水泥基材料及其制备方法
CN104961411B (zh) 2015-07-01 2017-10-24 黄贺明 一种用于3d打印的高性能粉末混凝土
CN105384416B (zh) 2015-11-26 2017-12-05 中国建筑股份有限公司 3d打印用双组分水泥基复合材料及其制备方法和用途
US20160107332A1 (en) 2015-12-28 2016-04-21 Caterpillar Inc. 3d printing system

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR1178272A (fr) * 1957-03-08 1959-05-05 Aerocem Ltd Procédé d'application de mélanges à base de ciment à prise rapide
EP0577604B1 (en) * 1991-01-08 1996-09-18 Ltd. Sandoz Method for blending of admixtures in a sprayed concrete mass and agent for application of the method
US5803665A (en) * 1995-06-07 1998-09-08 Stephens; Patrick J. Method and apparatus for continuous production of quick-setting foamed cement grout with selectively adjustable proportions
US20150072068A1 (en) * 2013-09-06 2015-03-12 Elwha, Llc Systems and methods for manufacturing concrete structures
RU2585703C2 (ru) * 2014-04-21 2016-06-10 Александр Александрович Титов Трехмерный принтер (варианты)

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2773913C1 (ru) * 2021-12-30 2022-06-14 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский государственный архитектурно-строительный университет" (КазГАСУ) Строительная смесь для 3d-печати
RU2777887C1 (ru) * 2021-12-30 2022-08-11 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский государственный архитектурно-строительный университет" (КазГАСУ) Строительная смесь на основе цемента для 3d-печати
RU2777888C1 (ru) * 2021-12-30 2022-08-11 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский государственный архитектурно-строительный университет" (КазГАСУ) Модифицированная строительная смесь для 3d-принтера, реализующего метод послойной экструзии
RU2780315C1 (ru) * 2021-12-30 2022-09-21 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский государственный архитектурно-строительный университет" (КазГАСУ) Строительная смесь для 3d-принтера
RU2781160C1 (ru) * 2021-12-30 2022-10-06 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский государственный архитектурно-строительный университет" (КазГАСУ) Сырьевая смесь для послойного экструдирования (3d-печати)
RU2781203C1 (ru) * 2021-12-30 2022-10-07 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский государственный архитектурно-строительный университет" (КазГАСУ) Сырьевая смесь для аддитивного строительного производства
RU2781201C1 (ru) * 2021-12-30 2022-10-07 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский государственный архитектурно-строительный университет" (КазГАСУ) Сырьевая смесь для строительной 3d-печати в технологии аддитивного производства
RU2786192C1 (ru) * 2022-03-14 2022-12-19 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский государственный архитектурно-строительный университет" (КазГАСУ) Способ строительной 3d-печати

Also Published As

Publication number Publication date
HRP20191702T1 (hr) 2019-12-13
DK3260258T3 (da) 2019-09-23
RU2019100803A (ru) 2020-07-22
US20190194072A1 (en) 2019-06-27
ES2746826T3 (es) 2020-03-09
RU2019100803A3 (ru) 2020-07-22
WO2017221058A1 (en) 2017-12-28
MX2018015789A (es) 2019-03-21
EP3260258B1 (en) 2019-06-26
CA3028582A1 (en) 2017-12-28
EP3260258A1 (en) 2017-12-27
CN109311770A (zh) 2019-02-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2734812C2 (ru) Регулирование в режиме реального времени реологических свойств строительного материала для 3d-печати
US11331827B2 (en) Method for the 3D-printing of mineral binder compositions
US8366825B2 (en) Rapid binder compositions containing a calcium salt for concrete components and structures
US11559919B2 (en) Method for the application of mineral binder compositions containing fibres
CN104788072A (zh) 一种早强型铝酸盐水泥基自流平材料
WO2011101386A1 (en) Foamed concrete
US20210355031A1 (en) Non-hydration strength in cementitious compositions
JP2008266114A (ja) 水硬性組成物
JP3986709B2 (ja) グラウト材組成物、硬化物及びその施工方法
JP5387463B2 (ja) 水硬性組成物
CN106517937A (zh) 一种泵送抗渗超缓凝混凝土及其制备方法
JP2011195402A (ja) 水硬性組成物
JP2011195403A (ja) 水硬性組成物、グラウトモルタル及びその硬化体
WO2023047296A1 (en) Dry cementitious material mixture for 3d-printing
JP3976951B2 (ja) グラウト材組成物、硬化物及びその施工方法
CN114436610A (zh) 一种早强型硅酸盐水泥基自流平砂浆及制备方法
EP4275897A1 (en) Method of placing a flowable construction material
JP2012140278A (ja) セメントモルタル塗材
JP6998811B2 (ja) モルタル組成物、吹付け工法、及び、硬化物の製造方法
EP4286349A1 (en) Method of building a concrete element for marine or river applications
US20230256650A1 (en) Concrete composition suitable for 3-d printing and a method for 3-d printing of multiple layers of concrete
EP4335831A1 (en) Method of placing a flowable construction material
EP4363390A1 (en) Cement slurry composition