Mechanical properties of fresh cement-based composite for 3D printing technology

Diplomová práce se zabývá mechanickými vlastnostmi čerstvého cementového kompozitu pro technologii 3D tisku betonových konstrukcí. Úvodní část obsahuje stručný popis technologie 3D tisku a podrobnou studii vědeckých článků zaměřených na výzkum mechanických vlastností cementových kompozitů v čerstvém stavu. Dosažené poznatky ukazují, že čerstvé cementové malty vystavené osovému tlaku mají pružno-plastické až plastické chování. Druhá část práce se zabývá experimentálními zkouškami vybraného cementového kompozitu, který oproti běžné betonové směsi pro technologii 3D tisku obsahuje i hrubé kamenivo. Experimentální zkoušky proběhly na unikátním nízkonákladovém přístroji vyvinutém přímo pro měření pevnosti čerstvého betonu v tlaku. Cílem práce bylo získat experimentální data, která by umožnila predikovat chování čerstvé směsi během výroby betonových konstrukcí technologií 3D tisku. Výsledkem práce je pracovní diagram čerstvého betonu v tlaku.The diploma thesis deals with mechanical properties of fresh cement-based composites for 3D concrete printing technology. The opening section contains a brief description of 3D concrete printing technology and a detailed study on scientific papers focused on the research into mechanical properties of fresh cement-based composites. The obtained findings show that fresh cement plasters subjected to uniaxial compression have elastic-plastic or even plastic behavior. The second section of the thesis is focused on the experimental investigation of a selected cement-based composite which, in comparison with a conventional mixture for 3D concrete printing technology, contains also coarse aggregate. The experiments were conducted in a unique cost-efficient apparatus developed particularly for the testing of compressive strength of fresh concrete. The aim of the investigation was to obtain experimental data which would enable to predict the behavior of fresh concrete during the production of concrete structures with 3D printing technology. The output of the investigation was a stress-strain diagram