Методика проектирования композиционных вяжущих для 3D-печати в строительстве

Цель исследования - сформировать методику проектирования композиционных вяжущих для 3D-печати в строительстве. Задачи исследования: отразить актуальность, проблематику проводимого исследования, степень проработанности проблемы; выявить воздействие размера песка на характеристики песчано-цементной смеси; привести положительное изменение удельной поверхности (квадратный метр на один килограмм) кварцевого песка и некоторых фракций тонкомолотого отсева дробления кварцитопесчаника (ОДКВП), зависящее от длительности помола зерен (в минутах); положительное изменение удельной поверхности (квадратный метр на один килограмм) совместного помола песчано-цементной смеси и некоторых фракций ОДКВП, зависящее от длительности помола зерен (в минутах); определить минерологический состав ОДКВП при исследовании различных фракций; провести спектральный сравнительный анализ фракций. Методы исследования: теоретический анализ источников академической литературы, систематизация, обобщение, синтез, сбор и обработка информационных данных, анализ статистических временных рядов, спектральный анализ, микроанализ. Результаты и выводы исследования: существование вредных примесей с элементами слюды во фракции, составляющей менее 0,3 миллиметров, оказывает существенное отрицательное воздействие на уменьшение степени прочности химических растворов и бетонных смесей, что способствует перерасходу вяжущих композиционных компонентов на фоне увеличения потребности смеси в воде. Поэтому в последующем анализе применялся иной минерологический состав ОДКВП, обогащенный соединениями, без фракции, составляющей менее 0,3 миллиметров. В данном случае практическое применение этой фракции возможно для достижения вяжущих композиционных компонентов низкого уровня качества.

The objective of the study is to develop a methodology for designing composite binders for 3D printing in construction. Research objectives: to reflect the relevance, scope of the study, and degree of elaboration of the problem; to identify the effect of sand size on the characteristics of sand-cement mixture; to provide a positive change in the specific surface area (square meter per kilogram) of quartz sand and some fractions of ODKVP, depending on the duration of grain grinding (in minutes); a positive change in the specific surface area (square meter per kilogram) of combined grinding of sand-cement mixture and some fractions of ODKVP, depending on the duration of grain grinding (in minutes); to determine the mineralogical composition of ODKVP in the study of various fractions; to conduct a spectral comparative analysis of the fractions. Research methods: theoretical analysis of academic literature sources, systematization, generalization, synthesis, collection and processing of information data, analysis of statistical time series, spectral analysis, microanalysis. Results and conclusions of the study: the existence of harmful impurities with mica elements in the fraction of less than 0.3 millimeters has a significant negative effect on reducing the strength of chemical solutions and concrete mixtures, which contributes to the overconsumption of binder composite components against the background of an increase in the mixture's need for water. Therefore, in the subsequent analysis, a different mineralogical composition of ODKVP was used, enriched with compounds, without a fraction of less than 0.3 millimeters. In this case, the practical application of this fraction is possible to achieve binder composite components of low quality.