TR201705038A2 - ADVANCED CONCRETE COMPOSITION AND PRODUCTION METHOD FOR USING THREE DIMENSIONAL PRINTERS - Google Patents

ADVANCED CONCRETE COMPOSITION AND PRODUCTION METHOD FOR USING THREE DIMENSIONAL PRINTERS Download PDF

Info

Publication number
TR201705038A2
TR201705038A2 TR2017/05038A TR201705038A TR201705038A2 TR 201705038 A2 TR201705038 A2 TR 201705038A2 TR 2017/05038 A TR2017/05038 A TR 2017/05038A TR 201705038 A TR201705038 A TR 201705038A TR 201705038 A2 TR201705038 A2 TR 201705038A2
Authority
TR
Turkey
Prior art keywords
additive
concrete
feature
concrete composition
cement
Prior art date
Application number
TR2017/05038A
Other languages
Turkish (tr)
Inventor
Di̇lşad Yilmaz Hali̇t
Özalp Fati̇h
Yaşar Şenol
Demi̇r Deni̇z
Original Assignee
Iston Istanbul Beton Elemanlari Ve Hazir Beton Fabrikalari Sanayi Ve Ticaret Anonim Sirketi
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
Application filed by Iston Istanbul Beton Elemanlari Ve Hazir Beton Fabrikalari Sanayi Ve Ticaret Anonim Sirketi filed Critical Iston Istanbul Beton Elemanlari Ve Hazir Beton Fabrikalari Sanayi Ve Ticaret Anonim Sirketi
Priority to TR2017/05038A priority Critical patent/TR201705038A2/en
Publication of TR201705038A2 publication Critical patent/TR201705038A2/en

Links

Landscapes

  • Producing Shaped Articles From Materials (AREA)
  • Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)

Abstract

Buluş, yapı ve inşaat sektöründe üç boyutlu yazıcılarda kullanılmak üzere geliştirilmiş; çimento, mineral katkı, iri agrega, ince agrega, su, süper akışkanlaştırıcı katkı, priz geciktirici katkı, sentetik lif, priz hızlandırıcı katkı ve viskozite düzenleyici içeren beton kompozisyonu ve üretim yöntemiyle ilgilidir.The invention has been developed for use in three-dimensional printers in the building and construction industry; cement, mineral additive, coarse aggregate, fine aggregate, water, super plasticizer additive, set retarder additive, synthetic fiber, set accelerator additive and viscosity regulator.

Description

TARIFNAME Uç BOYUTLU YAZICILARDA KULLANILMAK UZERE GELISTIRILMIS BETON Teknik Alan Bulus, yapi ve insaat sektöründe üç boyutlu yazicilarda kullanilmak üzere gelistirilmis beton kompozisyonu ve üretim yöntemiyle ilgilidir. DESCRIPTION CONCRETE IMPROVED TO USE IN INSIDE SIZE PRINTERS Technical Area Invention is concrete developed for use in 3D printers in the building and construction industry. its composition and production method.

Bulus, özellikle yapi ve insaat sektöründe üç boyutlu yazicilarda kullanilmak üzere gelistirilmis; çimento, mineral katki, iri agrega, ince agrega, su, süper akiskanlastirici katki, priz geciktirici katki, sentetik lif, priz hizlandirici katki ve viskozite düzenleyici içeren beton kompozisyonu ve üretim yöntemiyle ilgilidir. The invention was developed especially for use in three-dimensional printers in the building and construction industry; cement, mineral admixture, coarse aggregate, fine aggregate, water, super plasticizer, set retarder concrete composition containing additives, synthetic fibers, setting accelerators and viscosity regulators and relates to the method of production.

Teknigin Bilinen Durumu Beton, agrega (ince ve iri agrega), çimento ve suyun, kimyasal ve mineral katki maddeleri ilave edilerek veya edilmeden homojen olarak üretim teknolojisine uygun olarak karistirilmasindan olusan, baslangiçta plastik kivamda olup, zamanla katilasip sertleserek mukavemet kazanan önemli bir yapi malzemesidir. State of the Art Addition of chemical and mineral additives to concrete, aggregate (fine and coarse aggregate), cement and water by mixing it homogeneously in accordance with the production technology, with or without formed, initially in the consistency of plastic, which gains strength by solidifying and hardening over time. It is an important building material.

Günümüzde beton, kullanimi çok yaygin olan bir yapi malzemesidir. Beton gerektirmeyen insa neredeyse bulunmamaktadir. Baraj, kanal gibi su yapilarinin yaninda yol, bina, köprü ve diger yapilarin insaatinda kullanilmaktadir. Hem bir tasiyici eleman ve hem de dekoratif malzeme olarak ortaya çikmaktadir. Dayanikliligi, yangina karsi direnci, su geçirmezligi, ekonomik üretimi, enerji verimliligi, yerinde imalat da baslica beton tercih nedenleri olarak sayilmaktadir. Today, concrete is a building material that is widely used. No concrete required almost non-existent. Besides water structures such as dams and canals, roads, buildings, bridges and other It is used in the construction of buildings. It is both a carrier element and a decorative material. appears as. Durability, fire resistance, waterproof, economical production, energy efficiency, and on-site manufacturing are also counted as the main concrete preference reasons.

Beton ayrica hazir betonarme ürün yapiminda da kullanilmaktadir. Modern yapilarda nükleer radyasyona karsi da kullanilmaktadir. Dünya ortalamasi olarak kisi basina yillik beton üretimi bir ton civarinda oldugu bilinmektedir. Concrete is also used in the production of ready-made reinforced concrete products. Nuclear in modern structures It is also used against radiation. Annual concrete production per capita as the world average It is known to be around one ton.

Beton için gerekli olan çimento ve agrega, ayri sanayi dallarinda hazirlanmaktadir. Son adim, karisimin hazirlanip betonun kullanilmasindan olusmaktadir. Uygun karisim oranlarinin seçilmesi; ekonomik üretim, islenebilme, mukavemet, dayaniklilik ve görünüs gibi özelliklerin dengeli elde edilmesini saglamaktadir. Agreganin durumuna, çimento cinsine göre pek çok karisim orani hesabi yapilabilmektedir. Karisim suyunun çimento miktarina orani, betonun mukavemetine tesir eden en önemli etken olmaktadir. Diger önemli bir etken de beton içindeki hava miktari olarak sayilmaktadir. Bu iki tesir beton kalitesinin kontrolünde en önemli iki faktörü teskil etmektedir. Ayrica beton karisimin homojen olarak elde edilmesinde de önemli bir rol oynamaktadir. Cement and aggregate required for concrete are prepared in separate industries. The final step, It consists of preparing the mixture and using the concrete. Proper mixing ratios electing; economic production, machinability, strength, durability and appearance. ensures a balanced one. Depending on the state of the aggregate and the type of cement, many mixing ratio calculation can be made. The ratio of mixing water to cement amount is the most important factor affecting its strength. Another important factor is the counted as air volume. These two effects are the two most important factors in the control of concrete quality. constitutes. It also plays an important role in obtaining a homogeneous concrete mix. is playing.

Son yillarda insaat ve yapi sektöründe üç boyutlu yazicilarla uygulamalar yapilmaya ve gelistirilmeye baslanmistir. Uç boyutlu yazici bilgisayar üzerinde tasarlanmis veya üç boyutlu olarak taranmis modelleri, birçok farkli malzeme kullanarak çok hizli ve ekstra bir kalip ya da fikstüre ihtiyaç duymadan üreten bir cihazdir. In recent years, applications with three-dimensional printers in the construction and building sector have been started and is under development. Three-dimensional printer designed on a computer or three-dimensional Scanned models can be made very quickly and with an extra pattern or pattern using many different materials. It is a device that produces without the need for fixtures.

Insaat faaliyetlerinde kalipli imalat süreçleri zaman kayiplarini beraberinde getirmektedir. Molded manufacturing processes in construction activities bring time losses.

Ayrica, prefabrike beton ürünlerin üretimlerinde fazla sayida kaliplara ve bu kaliplar için tahsis edilecek üretim alanina ihtiyaç duyulmaktadir. Üç boyutlu yazici teknolojisi ile kalipli üretimin yerini, kalip maliyetleri olmayan, yerinde üretim yapilabilen yazdirmali döküm teknolojisi almaktadir. In addition, a large number of molds in the production of prefabricated concrete products and the allocation for these molds production area is needed. Molded production with three-dimensional printer technology printed casting technology that can be produced on-site without mold costs. takes.

Uç boyutlu yazici teknolojisi su ve elektrik tesisatlari gibi tüm kablo-kanal hatlariyla entegre sekilde kullanilabilen, duvar isçilikleri vb. zaman alan süreçlerin bulunmadigi bir imalat yöntemi olmasi sayesinde mevcut insaat teknolojilerine göre hiziyla da çok daha avantaj saglamaktadir. Three-dimensional printer technology is integrated with all cable-duct lines such as water and electrical installations. can be used as wall works, etc. a manufacturing method without time-consuming processes It is also much more advantageous with its speed compared to existing construction technologies. it provides.

Yine bu yöntemle mimari tasarim serbestligi bulunan ince ve narin kesitli yapi elemanlari da üretilebilmektedir. Again, with this method, thin and delicate cross-section structural elements with architectural design freedom can also be used. can be produced.

Uç boyutlu yazicilarin kullanildigi beton teknolojisi bilgisayar destekli olarak betonlarin kalip olmadan dökülebildigi bir insaat teknolojisidir. Insaat faaliyetlerinde hizli üretim, kullanim kolayligi gibi avantajlari saglamaktadir. Concrete technology, in which three-dimensional printers are used, is computer-aided molding of concretes. It is a construction technology that can be poured without Rapid production, use in construction activities It provides advantages such as convenience.

Bu yeni üretim teknolojisinin en önemli yenilikçi hedefi, çok kisa sürelerde istenilen kalite düzeyine sahip yapi elemanlari ve konut insaatlarinin yapilabilmesini saglamaktir. The most important innovative goal of this new production technology is the desired quality in a very short time. It is to ensure that building elements and housing constructions with the highest level can be made.

Insaat sektörü gürültü, toz ve zararli emisyonlarla büyük ölçüde çevreyi olumsuz yönde etkilemektedir. Üç boyutlu yazici teknolojisi ile üretim süreçlerinin gürültü, toz ve zararli emisyonlar olmadan insaat imkani saglamaktadir. The construction industry has a negative impact on the environment to a large extent with noise, dust and harmful emissions. affects. With the three-dimensional printer technology, the production processes are affected by noise, dust and harmful effects. It provides the possibility of construction without emissions.

Standart dogrusal mimari çizgilerden mevcut durumda çikmak çogu zaman mümkün olmamakta, oldugu durumlarda beraberinde yüksek maliyetleri getirmektedir. Üç boyutlu yazici teknolojisi ve bu yazicilara uygun beton teknolojisi insaat sektörüne mimari olarak genis imkanlar sunmaktadir. It is often possible to break out of the standard linear architectural lines in the current situation. is not possible, and in cases where it does, it brings high costs. 3D printer technology and concrete technology suitable for these printers have been extended to the construction industry architecturally. offers opportunities.

Yapilarda enerji verimliliginin artirilmasi, isi ve ses yalitiminin saglanmasi için yalitim malzemeleri kullanilmasi ve bina etrafini mantolama gibi uygulamalar yapilmaktadir. Üç boyutlu yazici teknolojisi ile bosluklu beton dökümleri yapilabilmesi ve böylece yalitim malzemelerine ihtiyaç olmaksizin enerji etkin ve hafif yapilarin üretilebilmesi gerçeklestirilmektedir. Insulation for increasing energy efficiency and providing heat and sound insulation in buildings Applications such as using materials and jacketing around the building are made. three With the dimensional printer technology, hollow concrete castings can be made and thus insulation production of energy efficient and light structures without the need for materials is carried out.

Mevcut durumda insaat sektöründe üç boyutlu yazicilarda konvansiyonel yapi üretiminde kullanilan geleneksel betonlar kullanildiginda beton akiskan kivamda olacak sekilde akiskanligi yüksek üretildiginde, betonun kat kat eklenmesi suretiyle kalip olmaksizin üretilen beton tabakalari kendi agirligini ve üzerine gelen yeni beton katmanlarin agirligini tasiyamamaktadir. Bu durumda beton tabakalarinda kismen çökme veya tamami ile yikilma olusmaktadir. In the current situation, conventional structure production in three-dimensional printers in the construction industry When conventional concretes are used, the concrete will be in a fluid consistency. When it is produced with high fluidity, it is produced without mold by adding layers of concrete. the concrete layers carry their own weight and the weight of the new concrete layers on them. cannot carry. In this case, partial collapse or complete collapse of the concrete layers is formed.

Beton akiskanligi daha düsük, daha kuru kivamli üretildiginde ise betonun üç boyutlu yaziciya transferinde kullanilan hava basinçli pompa ve iletim hortumu içerisinde beton sikismakta ve sertlesen beton pompayi kilitlemektedir. Ayrica, hortum içerisinde sikisan beton hortumun tikanmasina da neden olmaktadir. When the concrete is produced with a lower viscosity and a drier consistency, the concrete is sent to the three-dimensional printer. Concrete is jammed in the air pressure pump and delivery hose used in the transfer and hardened concrete locks the pump. Also, the concrete hose stuck in the hose It also causes clogging.

Yine kullanilan agrega boyutlarinin konvansiyonel yapi üretiminde kullanilan geleneksel betonlarda büyük olmasi (0-22mm) ve bu agregalara yapisan kil, mil, silt gibi malzemeler beton performansini olumsuz etkilemektedir. Again, the aggregate sizes used in the conventional construction production to be large in concrete (0-22mm) and materials such as clay, shaft, silt adhering to these aggregates negatively affect its performance.

Son olarak betonlarda çimento miktari arttikça kuruma rötresinin artmasi ve betonlarda çatlak olusmasi da siklikla karsilasilan problemler arasindadir. Finally, as the amount of cement in concrete increases, the drying shrinkage increases and the concrete cracks. is also among the frequently encountered problems.

Konu ile ilgili literatür taramasi yapildiginda TR 2016 11390 basvuru numarali 'Hyconcrete, baslikli ulusal patente rastlanmistir. Bulus, beton içerisine teknik özellikleri iyi olan metal ve sentetik lifler eklenmesi sonucu ortaya çikarilan daha yüksek basinç, çekme ve egilme dayanimina sahip kompozit beton karisimi ile ilgilidir. Fakat bu beton karisimi üç boyutlu yazici uygulamalarinda priz süresini ayarlayan priz geciktirici ve priz hizlandirici katki içermemektedir. konu edilmektedir. Bulus, hafif betonun bir su, çimento, akiskan madde, köpük ve gözenek olusturucu ve mikro elyaf karisimindan üretilmesi ile kendini göstermektedir. Bulus hafif bir beton olmasina ragmen üç boyutlu yazicilarda gerekli görülen özellikleri ve katki maddelerini içermemektedir. When the literature on the subject is searched, 'Hyconcrete, TR 2016 11390 application number, A national patent entitled The invention introduces metal and metal materials with good technical properties into concrete. higher pressure, shrinkage and bending resulting from the addition of synthetic fibers It is related to the composite concrete mix with high strength. But this concrete mix 3D printer Set retarding and setting accelerating additive that adjusts the setting time in applications does not include. is the subject. The invention describes lightweight concrete as a mixture of water, cement, fluid, foam and pore. It is distinguished by its production from a mixture of builder and micro fiber. The invention is a light Although it is concrete, it contains the features and additives required in three-dimensional printers. does not include.

Sonuç olarak yukarida anlatilan olumsuzluklardan dolayi ve mevcut çözümlerin konu hakkindaki yetersizligi nedeniyle ilgili teknik alanda bir gelistirme yapilmasi gerekli kilinmistir. As a result, due to the above-mentioned negativities and existing solutions Due to the inadequacy of the subject, it was necessary to make an improvement in the related technical field.

Bulusun Kisa Açiklamasi Bulus, mevcut durumlardan esinlenerek olusturulup yukarida belirtilen olumsuzluklari çözmeyi amaçlamaktadir. Brief Description of the Invention The invention is created by being inspired by current situations and aims to solve the above-mentioned problems. aims.

Bulusun `öncelikli amaci, üç boyutlu yazicilarda kullanima uygun bir beton kompozisyonu gelistirmektir. The primary aim of the invention is to create a concrete composition suitable for use in three-dimensional printers. is to develop.

Bulusun bir amaci, tane boyutu maksimum 1 mm ile sinirlandirilmis agrega kullanarak üç boyutlu yazicilarin nozullerinde tikanmaya sebebiyet vermemektir. It is an object of the invention to use aggregates with a maximum grain size of 1 mm. It is not to cause clogging in the nozzles of sized printers.

Bulusun bir amaci, priz geciktirici katki kullanarak betonun aktarilmasinda kullanilan hortumun içinde sikismayi ve pompaya gelecek zarari engellemektir. One object of the invention is to ensure that the hose used to transfer the concrete using a set retarding admixture It is to prevent jamming and damage to the pump.

Bulus bir diger amaci, içerdigi sentetik lifler ile betonda erken yaslarda olusan rötre çatlaklarini engellemeyi amaçlamaktadir. Another aim of the invention is to prevent shrinkage cracks that occur in concrete at early ages with the synthetic fibers it contains. aims to prevent.

Bulusun ayrica, içerdigi mineral katkilar sayesinde betonun hidratasyon isisinin düsürülmesi, betonun bosluk yapisinin azaltilmasi, iç-yapinin iyilestirilmesi, beton nihai dayaniminin artirilmasini amaçlamaktadir. The invention also reduces the hydration heat of concrete thanks to the mineral additives it contains, reducing the void structure of concrete, improving the internal structure, increasing the concrete final strength aims to increase.

Bulusun bir baska amaci, yazici nozullerinde priz hizlandirici katki kullanarak üç boyutlu yaziciya gelen betonun kat kat eklenmesi sonucu olusan beton tabakalarin hizli sekilde tasiyici hale gelmesi saglanmaktir. Another object of the invention is the use of an accelerating additive in printer nozzles in three dimensions. The fast carrier of the concrete layers formed as a result of adding layers of concrete coming to the printer is to become.

Bulusun bir baska amaci, viskozite düzenleyici kullanilarak beton taze halde davranisi degistirilebilmekte ve özellikle beton kayma dayanimi arttirilmaktadir. Böylece kat kat eklenen beton katmanlari kendisi tasiyabilmekte ve alt katman ile üst beton katmani arasi aderans arttirilmaktadir. Another object of the invention is the behavior of concrete in its fresh state using a viscosity regulator. can be changed and especially the shear strength of concrete is increased. Thus, the added it can carry the concrete layers itself and the adherence between the lower layer and the upper concrete layer is being increased.

Bulus, yukarida anlatilan amaçlarin yerine getirilmesi için, çimento, mineral katki, iri agrega, ince agrega, su, süper akiskanlastirici katki, priz geciktirici katki, sentetik lif, priz hizlandirici katki ve viskozite düzenleyici içeren, üç boyutlu yazicilarda kullanilmak üzere gelistirilmis beton kompozisyonudur. In order to fulfill the above-described purposes, the invention includes cement, mineral admixture, coarse aggregate, fine aggregate, water, super plasticizer additive, set retarding additive, synthetic fiber, set accelerator Developed for use in 3D printers, containing additives and viscosity regulators. concrete composition.

Bulus, yukarida anlatilan amaçlarin yerine getirilmesi için, üç boyutlu yazicilarda kullanilmak üzere gelistirilmis beton kompozisyonu üretim yöntemi olup, - Hammaddelerin tartilmasi, - Çimento, mineral katki, iri agrega, ince agrega ve tiksotropik özellik için viskozite düzenleyici kuru tozun karistirilmasi, - Karisima toplam su miktarinin %70'inin ilave edilerek karistirilmasi, - Elde edilen karisima toplam su miktarinin %30'unun, süper akiskanlastirici katkinin ve priz geciktirici katkinin ilave edilerek karistirilmasi, - Elde edilen karisima sentetik Iiflerin ilave edilerek karistirilmasi, - Elde edilen karisimin hava basinçli pompa ve hortum yardimi ile üç boyutlu yazici haznesine iletilmesi, - Uç boyutlu yazicidaki karisima priz hizlandirici katkinin ilave edilerek beton dökümünün gerçeklestirilmesi, islem adimlarini içermesidir. The invention is intended for use in three-dimensional printers to fulfill the above-described purposes. It is a concrete composition production method developed for - Weighing of raw materials, - Viscosity for cement, mineral admixture, coarse aggregate, fine aggregate and thixotropic property mixing the regulating dry powder, - Adding 70% of the total water amount to the mixture and mixing it, - 30% of the total water content of the mixture obtained, super plasticizer additive and mixing by adding the setting retarder additive, - Mixing by adding synthetic fibers to the obtained mixture, - Three-dimensional printer of the mixture obtained with the help of air pressure pump and hose conveying to the reservoir, - Adding accelerator additive to the mixture in the three-dimensional printer casting, It contains the process steps.

Bulusun yapisal ve karakteristik özellikleri ve tüm avantajlari asagida verilen detayli açiklama sayesinde daha net olarak anlasilacaktir. Bu nedenle degerlendirmenin de bu detayli açiklama göz önüne alinarak yapilmasi gerekmektedir. The structural and characteristic features of the invention and all its advantages are described in detail below. will be understood more clearly. Therefore, this detailed explanation of the evaluation is also should be taken into account.

Bulusun Detayli Açiklamasi Bu detayli açiklamada, bulus konusu beton kompozisyonu ve üretim yöntemi ile tercih edilen hammaddeleri ve özelikleri, sadece konunun daha iyi anlasilmasina yönelik olarak ve hiçbir sinirlayici etki olusturmayacak sekilde açiklanmaktadir. Detailed Description of the Invention In this detailed explanation, the composition of the inventive concrete and its production method and the preferred raw materials and their properties, only for a better understanding of the subject and without any It is explained in a way that does not have a restrictive effect.

Bulus, özellikle yapi ve insaat sektöründe üç boyutlu yazicilarda kullanilmak üzere gelistirilmis; çimento, mineral katki, iri agrega, ince agrega, su, süper akiskanlastirici katki, priz geciktirici katki, sentetik lif, priz hizlandirici katki ve viskozite düzenleyici içeren beton kompozisyonu ve üretim yöntemiyle ilgilidir. The invention was developed especially for use in three-dimensional printers in the building and construction industry; cement, mineral admixture, coarse aggregate, fine aggregate, water, super plasticizer, set retarder concrete composition containing additives, synthetic fibers, setting accelerators and viscosity regulators and relates to the method of production.

Tablo 1'de, bulus konusu beton kompozisyonunu olusturan hammaddeler ve bu hammaddelerin agirlikça kullanim oranlari gösterilmektedir. In Table 1, the raw materials that make up the inventive concrete composition and these The weight usage rates of the raw materials are shown.

Tablo1: Uç boyutlu yazicilarda kullanilmak üzere gelistirilmis beton kompozisyonu için gerekli hammaddeler ve agirlikça oranlari Hammaddeler Agirlikça Miktar Iri Agrega (O,5~1 mm) 700 -800 birim Ince Agrega (O~0,5mm) 400-500 birim Süper Akiskanlastirici Katki 3-6 birim Priz Geciktirici Katki 3-5 birim Su 200-300 birim Sentetik Lif (6~24mm) 1-2 birim Priz Hizlandirici Katki 2-5 birim Viskozite düzenleyici (0~0,2mm) 0,2-1,0 birim Bir beton karistirici mikseri içerisinde, yukarida Tablo 1ide belirtilen boyutlar ve oranlarda, çimento, iri ve ince agregalar, mineral katki, Viskozite düzenleyici, süper akiskanlastirici katki, priz geciktirici katki ve su kullanilmasi ile beton karisimi elde edilmektedir. Elde edilen beton karisimina sentetik Iif ilavesi sonrasi beton karisimi pompa ve hortum yardimi ile üç boyutlu yaziciya tasinmaktadir. Yazici basliklarina iletilmeden 'önce priz hizlandirici katki ilave edilerek beton nihai olarak tamamlanmakta ve dökümü gerçeklestirilmektedir. Çimento esas olarak, dogal kalker taslari ve kiI karisiminin yüksek sicaklikta isitildiktan sonra ögütülmesi ile elde edilen hidrolik bir baglayici malzeme olarak tanimlanir. Beton temelde çimentonun su ile hidratasyonu sonucu olusan bir üründür. Tercih edilen beton kompozisyonunda çapi , alüminatli çimento, yüksek dayanimli çimento (CEM I 52.5 R) veya beyaz renkte dekoratif yapilar için beyaz portland çimento (BPÇ 52,5 R) kullanilabilmektedir. Bu çimentolar tek baslarina veya birkaç tanesi birlikte kullanilabilmektedir. Table1: Requirements for concrete composition developed for use in three-dimensional printers raw materials and weight ratios Raw Materials Quantity by Weight Coarse Aggregate (0.5~1 mm) 700 -800 units Fine Aggregate (O~0.5mm) 400-500 units Super Plasticizer Additive 3-6 parts Set Retardant Additive 3-5 units Water 200-300 units Synthetic Fiber (6~24mm) 1-2 units Setting Accelerator Additive 2-5 units Viscosity regulator (0~0.2mm) 0.2-1.0 unit In a concrete mixer mixer, in the dimensions and proportions specified in Table 1 above, cement, coarse and fine aggregates, mineral additive, Viscosity regulator, super plasticizer additive, Concrete mixture is obtained by using set retarding additive and water. The resulting concrete After adding synthetic fiber to the mixture, the concrete mixture is three-dimensional with the help of pump and hose. being transported to the printer. By adding a plug accelerator additive before it is delivered to the printer heads. concrete is finally completed and poured. Cement is essentially a mixture of natural limestone and clay, after being heated at high temperature. It is defined as a hydraulic binder material obtained by grinding. Concrete foundation It is a product formed as a result of the hydration of cement with water. Preferred concrete diameter in composition, aluminate cement, high strength cement (CEM I 52.5 R) or white for decorative structures white portland cement (BPÇ 52.5 R) can be used. These cements can be used alone or Several of them can be used together.

Agrega kum, çakil veya kirma tas karisimi olarak tanimlanmaktadir. Betonda dolgu malzemesi olarak kullanilmaktadir. Boyutlarina göre iri ve ince agrega olarak adlandirilmaktadir. Tercih edilen beton kompozisyonunda, iri agrega olarak üç boyutlu yazici nozullerinde kullanima uygun O,5~1mm çap araliginda dayanimi yüksek silis kumu veya kuvars kumu kullanilmaktadir. Tercih edilen beton kompozisyonunda, ince agrega olarak O~0,5mm çap araliginda silis pudrasi veya kalsit pudrasi kullanilmaktadir. Filler olarak da adlandirilan bu pudra malzemelerin kullanimiyla betonda bosluk yapinin iyilestirilmesi ve beton islenebilirligi saglanmasi amaçlanmaktadir. Aggregate is defined as a mixture of sand, gravel or crushed stone. Filling material in concrete is used as They are called coarse and fine aggregates according to their dimensions. Choice In the concrete composition, it can be used as coarse aggregate in three-dimensional printer nozzles. suitable silica sand or quartz sand with high strength in the diameter range of 0.5~1mm is used. O~0.5mm diameter as fine aggregate in preferred concrete composition silica powder or calcite powder is used in the range. Also called elephants Improvement of void structure and concrete workability in concrete by using powdered materials is intended to be provided.

Mineral katki betonun daha bosluksuz olmasi, iç yapisinin iyilestirilmesi ve taze halde daha uzun süre kivam korumasini saglanmaktadir. Üç boyutlu yazicilar için gelistirilen betonda yüksek dozajlarda kullanilan çimentonun beton sicakligini arttirdigi, bu durumun betonda çatlaklar olusturdugu, kilcal bosluklarin sayisi ve büyüklügünü artirdigi bilinmektedir. Bu sebeple çimentonun bir kismi yerine mineral katkilar kullanilarak hidratasyon isisi düsürülmektedir. Ayrica mineral katki kullanilmasinin betonun bosluk yapisinin azaltilmasina, iç-yapinin iyilestirilmesine ve beton nihai dayaniminin artmasina önemli katkilari bulunmaktadir. Tercih edilen beton kompozisyonunda mineral katki olarak O,1~10um çap araliginda silis dumani, Ögütülmüs yüksek firin cürufu veya metakaolen kullanilmaktadir. Gri çimento kullanilan betonlarda silis dumani ve ögütülmüs yüksek firin cürufu kullanilirken, beyaz çimento kullanilan durumlarda metakaolen kullanilmaktadir. Mineral additive concrete is more void-free, its internal structure is improved and it is more fresh in its fresh state. long-term consistency protection is provided. Concrete developed for 3D printers Cement used in high dosages increased the concrete temperature, and this situation increased the concrete temperature. It is known that it creates cracks and increases the number and size of capillary spaces. This For this reason, hydration heat is used by using mineral additives instead of some of the cement. is lowered. In addition, the use of mineral additives reduces the void structure of the concrete, Significant contributions to the improvement of the internal structure and the increase of the concrete final strength are available. 0.1~10um diameter as mineral additive in preferred concrete composition silica fume, ground blast furnace slag or metakaolin are used in the range. Grey While silica fume and ground blast furnace slag are used in cement used concretes, In cases where white cement is used, metakaolin is used.

Süper akiskanlastirici katki beton uzun süre tasinabilir ve islenebilirken yerlestirme sonrasi betonun kendini tasiyabilmesi için hizli priz alabilen kimyasal katki olarak kullanilmaktadir. Super plasticizer concrete can be transported and processed for a long time, while post-placement It is used as a fast setting chemical additive for the concrete to carry itself.

Betonda ayni kivamin veya islenebilirligin daha az su ile elde edilmesini saglarlar. Taze betonda kullanilan su miktari azaldikça betonun dayanimi artar. Tercih edilen beton kompozisyonunda çok yüksek oranda su azaltici fosfanat veya polikarboksilat esasli süper akiskanlastiricilar kullanilmaktadir. They provide the same consistency or workability in concrete with less water. Fresh As the amount of water used in the concrete decreases, the strength of the concrete increases. Preferred concrete super high water reducing phosphanate or polycarboxylate based super plasticizers are used.

Priz geciktirici katkilar su ile çimento arasinda olusan hidratasyona müdahale ederek, reaksiyonu frenleyerek etki yapar. Böylelikle priz ötelenmis olur. Üç boyutlu yazicilar için gelistirilen bu betonlarda priz geciktirici katki taze halde betonun 45 dakikaya kadar kivamini koruyabilmesi, üç boyutlu yaziciya kolay pompalanabilmesi ve hortumda tikanma olusmadan iletilebilmesi için kullanilmaktadir. Set retarding additives interfere with the hydration between water and cement, It acts by inhibiting the reaction. Thus, the socket is offset. For 3D printers In these developed concretes, the setting retarder additive keeps the consistency of the fresh concrete up to 45 minutes. protection, easy pumping to the 3D printer, and no clogging in the hose. used for transmission.

Su, çimentonun baglayici olarak çalisabilmesi ve betona istenilen kivamin saglanmasinda kullanilmaktadir. Water is important for the cement to work as a binder and to provide the desired consistency to the concrete. is used.

Sentetik lif, betonda taze halde ve plastik kivamda sertlesme sürecinde rötre çatlaklarinin olusmasini engellemekte ve beton dayanimini arttirmaktadir. Üç boyutlu yazicilar için gelistirilen bu betonlarda konvansiyonel betona göre çimento dozaji oldukça yüksek mertebelerde olup betonda erken yaslarda olusan rötre çatlaklari, kullanilan lifler ile engellenmektedir. Tercih edilen beton kompozisyonunda boylari 6mm ila 24 mm arasinda olan mikro-mezo-makro sentetik karma lifler kullanilmaktadir. Synthetic fiber is used in the fresh state and plastic consistency of concrete to prevent shrinkage cracks during the hardening process. It prevents the formation of concrete and increases the strength of concrete. For 3D printers Cement dosage is quite high in these concretes compared to conventional concrete. Shrinkage cracks occurring at early ages in concrete, is blocked. In the preferred concrete composition, they are between 6 mm and 24 mm in length. micro-meso-macro synthetic mixed fibers are used.

Priz hizlandirici katkilar priz sürelerini kisaltmak, erken basinç ve çekme mukavemetlerini arttirmak için kullanilir. Priz hizlandirici katki ile betonun üç boyutlu yazici ile dökülmesi sonrasi kat kat eklenerek kendini tasiyabilmesi için hizli sekilde priz alarak kendi agirligi ve üzerine gelecek yeni beton katmanlarinin agirligini tasimasi saglanmaktadir. Setting accelerator additives shorten setting times, increase early compressive and tensile strengths. used to increase. After pouring the concrete with the setting accelerator with a three-dimensional printer In order for it to be able to carry itself by adding layers, it sets quickly to its own weight and on top of it. It is provided to carry the weight of future new concrete layers.

Viskozite düzenleyici toz katki, dogal polimerlerden üretilen, su tutucu, kivamlastirici, baglayici, homojen dagilmaya yardimci, yaglayici ve dengeleyici özelliklerdedir. Tercih edilen beton kompozisyonunda 0~O,2mm çap araliginda Viskozite düzenleyici kullanilarak betonun su tutma Özelligi ve tiksotropik davranisi gelistirilmektedir. Viskozite düzenleyici, karisima, çimento, agrega ve mineral katkilar gibi kuru malzemelerle birlikte toz halde ilave edilmektedir. Viscosity regulating powder additive, produced from natural polymers, water-retaining, thickener, It has binder, homogeneous dispersion, lubricating and balancing properties. Preferred In the concrete composition, by using a viscosity regulator in the range of 0~0.2mm diameter, the concrete Its water retention and thixotropic behavior are being developed. Viscosity regulator, mixing, It is added in powder form together with dry materials such as cement, aggregate and mineral additives.

Uç boyutlu yazicilarda kullanilmak üzere gelistirilmis betonun üretim yöntemi hammaddelerin tartilmasiyla baslamaktadir. Çimento, mineral katki, iri agrega, ince agrega, su, süper akiskanlastirici katki, priz geciktirici katki, sentetik lif, priz hizlandirici katki ve Viskozite düzenleyici ayri ayri tartilir. 4-32°C arasindaki 0 rtam sicakliginda karistirma islemi yapilmaktadir. Kuru olan hammaddeler çimento, mineral katki, iri ve ince agrega ile Viskozite düzenleyici bir beton mikserine alinir ve 1 dakika süre ile kuru halde karistirilir. Daha sonra bu karisima toplam su miktarinin %70ii ilave edilerek karistirilir. Beton yapisi olusmaya basladiktan sonra karisima, kalan su (%30), süper akiskanlastirici katki ve priz geciktirici katki ilave edilerek 1 dakika süre ile karistirilir. Ardindan karisima sentetik lifler ilave edilir. Homojen bir karisim elde edilince hava basinçli pompa ve hortum yardimi ile üç boyutlu yazici haznesine iletilir. Üç boyutlu yazicidaki karisima priz hizlandirici katki ilave edilir ve beton dökümü gerçeklestirilir. The production method of concrete developed for use in three-dimensional printers begins with the discussion. Cement, mineral admixture, coarse aggregate, fine aggregate, water, super plasticizing additive, setting retarding additive, synthetic fiber, setting accelerating additive and Viscosity regulator is weighed separately. Mixing process at 0 ambient temperature between 4-32°C is being done. Dry raw materials are cement, mineral additives, coarse and fine aggregates and Viscosity. The regulator is taken into a concrete mixer and mixed dry for 1 minute. Later this The mixture is mixed by adding 70% of the total water amount. concrete structure After starting the mixture, remaining water (30%), super plasticizer additive and set retarding additive was added and mixed for 1 minute. Then synthetic fibers are added to the mixture. Homogeneous When a mixture is obtained, it is transferred to the three-dimensional printer chamber with the help of an air pressure pump and a hose. transmitted. Set accelerator is added to the mixture in the three-dimensional printer and the concrete is poured. is performed.

Uç BOYUTLU YAZICILARDA KULLANILMAK UZERE GELISTIRILMIS BETON KOMPOZISYONU VE ÜRETIM Y'ONTEMI Bulus, yapi ve insaat sektöründe 'üç boyutlu yazicilarda kullanilmak 'üzere gelistirilmis; çimento, mineral katki, iri agrega, ince agrega, su, süper akiskanlastirici katki, priz geciktirici katki, sentetik lif, priz hizlandirici katki ve viskozite düzenleyici içeren beton kompozisyonu ve üretim yöntemiyle ilgilidir. CONCRETE IMPROVED TO USE IN INSIDE SIZE PRINTERS COMPOSITION AND PRODUCTION METHOD The invention was developed for 'use in three-dimensional printers' in the building and construction industry; cement, mineral additive, coarse aggregate, fine aggregate, water, super plasticizer additive, setting retarding additive, Concrete composition and production containing synthetic fibers, setting accelerating additives and viscosity regulators. relates to the method.

Claims (16)

ISTEMLERREQUESTS 1. Yapi ve insaat sektöründe 'üç boyutlu yazicilarda kullanilmak üzere gelistirilmis beton akiskanlastirici katki, 3-5 birim priz geciktirici katki, 1-2 birim 6~24mm boyunda sentetik lif, 2- 5 birim priz hizlandirici katki, 0,2-1 birim 0~O,2mm çap araliginda viskozite düzenleyici içermesidir.1. Concrete plasticizer additive developed for use in three-dimensional printers in the construction and construction industry, 3-5 units of setting retarding additive, 1-2 units of 6~24mm long synthetic fiber, 2- 5 units of accelerating setting additive, 0.2-1 unit It contains viscosity regulator in the range of 0~0.2mm diameter. 2. Istem 1'e uygun beton kompozisyonu olup, özelligi; bahsedilen çimentonun gri portland çimento, beyaz portland çimento, alüminatli çimento veya yüksek dayanimli çimento olmasidir.2. It is a concrete composition in accordance with claim 1, its feature is; said cement is gray portland cement, white portland cement, aluminate cement or high strength cement. 3. Istem 1'e uygun beton kompozisyonu olup, özelligi; bahsedilen mineral katkinin silis dumani, ögüt'ülm'us yüksek firin cürufu, uçucu kül veya metakaolen olmasidir.3. It is a concrete composition in accordance with claim 1, its feature is; said mineral additive is silica fume, Ögüt'ülm'us blast furnace slag, fly ash or metakaolin. 4. Istem 1'e uygun beton kompozisyonu olup, özelligi; bahsedilen iri agreganin dayanimi yüksek silis kumu veya kuvars kumu olmasidir.4. It is a concrete composition according to claim 1, its feature is; said coarse aggregate is silica sand or quartz sand with high strength. 5. Istem 17e uygun beton kompozisyonu olup, özelligi; bahsedilen ince agreganin silis pudrasi5. It is a concrete composition according to claim 17, its feature is; silica powder of said fine aggregate 6. Istem 1'e uygun beton kompozisyonu olup, özelligi; bahsedilen süper akiskanlastirici katkinin çok yüksek oranda su azaltici fosfanat veya polikarboksilat esasli kimyasal katki olmasidir.6. It is a concrete composition according to claim 1, its feature is; the said super plasticizer additive is a very high water reducing phosphanate or polycarboxylate based chemical additive. 7. Istem 1 de bahsedilen beton kompozisyonu üretim yöntemi olup, özelligi; sirasiyla - hammaddelerin tartilmasi, - çimento, mineral katki, iri agrega, ince agrega ve viskozite düzenleyicinin karistirilmasi, - karisima toplam su miktarinin %70 inin ilave edilerek karistirilmasi, - elde edilen karisima toplam su miktarinin %30 unun, süper akiskanlastirici katkinin ve priz geciktirici katkinin ilave edilerek karistirilmasi, - elde edilen karisima sentetik Iiflerin ilave edilerek karistirilmasi, - elde edilen karisimin hava basinçli pompa ve hortum yardimi ile üç boyutlu yazici haznesine iletilmesi, - üç boyutlu yazicidaki karisima priz hizlandirici katkinin ilave edilerek beton dökümünün gerçeklestirilmesi, islem adimlarini içermesidir.7. It is the production method of the concrete composition mentioned in claim 1, and its feature is; Respectively - weighing the raw materials, - mixing cement, mineral additives, coarse aggregate, fine aggregate and viscosity regulator, - adding 70% of the total water amount to the mixture and mixing, - 30% of the total water amount in the mixture obtained, super plasticizer additive and setting retarder mixing by adding the additive, - mixing by adding synthetic fibers to the obtained mixture, - transmitting the obtained mixture to the three-dimensional printer chamber with the help of an air pressure pump and a hose, - adding the setting accelerating additive to the mixture in the three-dimensional printer, and performing the concrete casting, process steps. 8. Istem 77ye uygun beton kompozisyonu üretim yöntemi olup, özelligi; agirlikça 600-800 birim çap araliginda viskozite düzenleyici içermesidir.8. It is a concrete composition production method in accordance with Claim 77, and its feature is; It contains viscosity regulator in the range of 600-800 unit diameter by weight. 9. Istem 7*ye uygun beton kompozisyonu üretim yöntemi olup, özelligi; çimento, mineral katki, iri agrega, ince agrega ve viskozite düzenleyicinin 1 dakika süreyle karistirilmasi islem adimini içermesidir.9. It is a concrete composition production method in accordance with claim 7, and its feature is; It includes the process of mixing cement, mineral additives, coarse aggregate, fine aggregate and viscosity regulator for 1 minute. 10. Istem 7”ye uygun beton kompozisyonu üretim yöntemi olup, özelligi; süper akiskanlastirici katkinin ve priz geciktirici katkinin karisima ilave edildikten sonra 1 dakika süreyle karistirilmasi islem adimini içermesidir.10. It is a concrete composition production method in accordance with Claim 7, and its feature is; It includes the process step of mixing for 1 minute after adding the super plasticizer additive and the setting retarder additive to the mixture. 11.Istem 7*ye uygun beton kompozisyonu üretim yöntemi olup, özelligi; üretim ortam sicakliginin 4-32 C arasinda olmasidir.11. It is a concrete composition production method in accordance with claim 7, and its feature is; production ambient temperature is between 4-32 C. 12. Istem 7rye uygun beton kompozisyonu üretim yöntemi olup, özelligi; bahsedilen çimentonun gri portland çimento, beyaz portland çimento, alüminatli çimento veya yüksek dayanimli çimento olmasidir.12. It is the production method of concrete composition in accordance with claim 7, its feature is; said cement is gray portland cement, white portland cement, aluminate cement or high strength cement. 13. Istem 7'ye uygun beton kompozisyonu olup, özelligi; bahsedilen mineral katkinin silis dumani, ögütülmüs yüksek firin cürufu, uçucu kül veya metakaolen olmasidir.13. It is a concrete composition according to claim 7, its feature is; said mineral additive is silica fume, ground blast furnace slag, fly ash or metakaolin. 14. Istem 77ye uygun beton kompozisyonu olup, özelligi; bahsedilen iri agreganin, dayanimi yüksek silis kumu ve kuvars kumu olmasidir.14. It is a concrete composition in accordance with claim 77, and its feature is; The said coarse aggregate is silica sand and quartz sand with high strength. 15. Istem 7'ye uygun beton kompozisyonu olup, özelligi; bahsedilen ince agreganin, silis pudrasi veya kalsit pudrasi olmasidir.15. It is a concrete composition according to claim 7, its feature is; said fine aggregate is silica powder or calcite powder. 16. Istem 7'ye uygun beton kompozisyonu olup, özelligi; bahsedilen süper akiskanlastirici katkinin, çok yüksek oranda su azaltici fosfanat veya polikarboksilat esasli kimyasal katki olmasidir.16. It is a concrete composition according to claim 7, its feature is; said super plasticizer additive is a very high water reducing phosphanate or polycarboxylate based chemical additive.
TR2017/05038A 2017-04-04 2017-04-04 ADVANCED CONCRETE COMPOSITION AND PRODUCTION METHOD FOR USING THREE DIMENSIONAL PRINTERS TR201705038A2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
TR2017/05038A TR201705038A2 (en) 2017-04-04 2017-04-04 ADVANCED CONCRETE COMPOSITION AND PRODUCTION METHOD FOR USING THREE DIMENSIONAL PRINTERS

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
TR2017/05038A TR201705038A2 (en) 2017-04-04 2017-04-04 ADVANCED CONCRETE COMPOSITION AND PRODUCTION METHOD FOR USING THREE DIMENSIONAL PRINTERS

Publications (1)

Publication Number Publication Date
TR201705038A2 true TR201705038A2 (en) 2017-07-21

Family

ID=67070100

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TR2017/05038A TR201705038A2 (en) 2017-04-04 2017-04-04 ADVANCED CONCRETE COMPOSITION AND PRODUCTION METHOD FOR USING THREE DIMENSIONAL PRINTERS

Country Status (1)

Country Link
TR (1) TR201705038A2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10494992B2 (en) 2018-01-29 2019-12-03 Hytech Power, Llc Temperature control for HHO injection gas

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10494992B2 (en) 2018-01-29 2019-12-03 Hytech Power, Llc Temperature control for HHO injection gas
US10619562B2 (en) 2018-01-29 2020-04-14 Hytech Power, Llc Explosion safe electrolysis unit

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Harith Study on polyurethane foamed concrete for use in structural applications
CN110317027B (en) Low-shrinkage 3D printing mortar and preparation method thereof
Medina et al. Combined effect of Polypropylene fibers and Silica Fume to improve the durability of concrete with natural Pozzolans blended cement
CN105503052A (en) Anti-cracking high-performance concrete and preparation method thereof
Canbaz The effect of high temperature on concrete with waste ceramic aggregate
JP2009096657A (en) Cement mortar for plaster work
Meziane et al. Mechanical, hydration, and durability modifications provided to mortar made with crushed sand and blended cements
US10640424B2 (en) Castable material based on cementitious binder with shrinkage resistance
CN112321234B (en) Composite heat-preservation paving plate and preparation method thereof
JP2020175600A (en) Method for producing superdense cement composition
Shah et al. Chemical admixtures: a major role in modern concrete materials and technologies
TR201705038A2 (en) ADVANCED CONCRETE COMPOSITION AND PRODUCTION METHOD FOR USING THREE DIMENSIONAL PRINTERS
KR20180138079A (en) Mortar composition for preventing explosion of high strength concrete and method for manufacturing mortar for preventing explosion of high strength concrete comprising there of
Nasir et al. Behavior of drying and plastic shrinkage of Portland cement concrete prepared and cured under harsh field
KR20130075334A (en) Amorphous steel fiber cement composites and mortar products using the same
JP2017124950A (en) Concrete and production method of concrete
An Effect of nano materials on durability of high performance concrete
CN107879691B (en) Large-volume concrete with hydration heat temperature comprehensively controlled at C30/C40 level
EP3415480B1 (en) Method for manufacturing concrete articles and structures
Ahmed et al. Proportioning self compacting concrete in hot weather of Sudan utilizing limestone powder
Collepardi et al. Recent developments in self-compacting concretes in Europe
US11873251B1 (en) Concrete composition for use in construction and methods of applying the same
Abbas et al. Self–curing cement mortar composite by using poly vinyl alcohol
Tarhan et al. Fresh and Rheological Performances of Air-Entrained 3D Printable Mortars. Materials 2021, 14, 2409
KR102116763B1 (en) Protective mortar composition for external thermal insulation and external thermal insulation system applying the same