Właściwości mechaniczne betonu drukowanego w technologii 3D: chińskie podejście normowe
Mechanical Properties of 3D-Printed Concrete – The Chinese Standard Approach
Słowa kluczowe:
budownictwo przyrostowe, druk 3D, beton, normy, wytwarzanie przyrostoweKeywords:
additive construction, 3D printing, concrete, standards, additive manufacturingStreszczenie
Artykuł przedstawia metody badania właściwości mechanicznych betonów stosowanych w technologii druku 3D zgodnie z chińską normą T/CBMF 183‑2022. Omówiono sposób pobierania próbek bezpośrednio z wydrukowanych elementów kwalifikacyjnych oraz metody oznaczania ich cech mechanicznych. Zaprezentowano metodykę przygotowania próbek do badań w zależności od charakterystyki drukowanego elementu, procedury badań oraz kryteria akceptacji rezultatów. Zaproponowane metody badań umożliwiają kompleksową ocenę kluczowych właściwości wpływających na pracę wydrukowanej konstrukcji, uwzględniając nie tylko sczepność międzywarstwową, lecz tak że parametry mechaniczne samej warstwy. Ze względu na brak krajowych norm i wytycznych związanych z tą tematyką metody badawcze przedstawione w normie mogą stanowić podstawę do adaptacji w celu prowadzenia wewnątrzlaboratoryjnej oceny drukowanych elementów.
Abstract
The article presents methods for testing the mechanical properties of concretes used in 3D printing technology in accordance with the Chinese standard T/CBMF 183‑2022. It discusses procedures for sampling taken directly from printed qualification elements as well as methods for determining their mechanical characteristics. The methodology for specimen preparation is presented depending on the characteristics of the printed element, along with testing procedures and acceptance criteria of results. The proposed testing methods enable a comprehensive assessment of key properties affecting the performance of printed structures, taking into account interlayer bonding as well as the mechanical parameters of individual layers. Due to the lack of national standards and guidelines related to this topic, the testing methods presented in the standard may serve as a basis for adaptation for the purpose of conducting in house laboratory evaluations of printed elements.
Bibliografia
[1] Sikora P. i in., „Pierwszy krok w kierunku normalizacji konstrukcji betonowych wykonywanych w technologii druku 3D” w: Przegląd Budowlany, nr 5, 2024, s. 146–52, https://doi.org/10.5604/01.3001.0054.7216.
[2] Sikora P., Skibicki S., Lin G., „Metody badania mieszanek betonowych stosowanych w technologii druku 3D w świetle chińskich norm” w: Inżynier Budownictwa, nr 9, 2025, s. 36–40.
[3] Kolawole J.T. i in., „On the origins of anisotropy of extrusion-based 3D printed concrete: The roles of filament skin and agglomeration” w: Cement and Concrete Research, t. 192, 2025, nr 107817, https://doi.org/10.1016/j.cemconres.2025.107817.
[4] Skibicki S. i in., „The effect of interlayer adhesion on stress distribution in 3D printed beam elements” w: Journal of Building Engineering, t. 87, 2024, nr 109093, https://doi.org/10.1016/j.jobe.2024.109093.
[5] Sikora P. i in., „Insight into the microstructural and durability characteristics of 3D printed concrete: Cast versus printed specimens” w: Case Studies in Construction Materials 2022, t. 17, nr e01320, https://doi.org/10.1016/j.cscm.2022.e01320.
[6] Joh C. i in., „Buildability and Mechanical Properties of 3D Printed Concrete” w: Materials, t. 21, 2020, https://doi.org/10.3390/ma13214919.
[7] Hager I. i in., „Interlayer Bond Strength Testing in 3D-Printed Mineral Materials for Construction Applications” w: Materials, t. 15, 2022, https://doi.org/10.3390/ma15124112.
[8] Korol E. i in., „Experimental investigation of concrete beams under bending, manufactured with 3D additive printing technology” w: Construction Materials, t. 11, 2025, s. 5–12, https://doi.org/10.15199/33.2025.11.01.
[9] Lee H. i in., „Evaluation of the Mechanical Properties of a 3D-Printed Mortar” w: Materials, t. 24, 2019, https://doi.org/10.3390/ma12244104.
[10] Skibicki S. i in., „Anisotropic mechanical properties of 3D printed mortar determined by standard flexural and compression test and acoustic emission” w: Construction and Building Materials, t. 452, 2024, nr 138957, https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2024.138957.
[11] ICC 1150 Standard for 3D Automated Construction Technology for 3D Concrete Walls (trzeci projekt) [dostęp: 9.09. 2025].
[12] T/CBMF 183-2022. Test methods for basic mechanical properties of 3D printed concrete.
[13] T/CBMF 184—2022 Test Methods for Printability of 3D Printing Fresh Concrete.
[14] Sikora P., „Globally first 3D – printed concrete drinking water tank in Barczewko” w: Structural Concrete, 2025, https://doi.org/10.1002/suco.70322.
[15] EN 12390-13:2014-02. Testing hardened concrete – Determination of secant modulus of elasticity in compression.
[16] EN 12390-6:2009. Testing hardened concrete – Part 6: Tensile splitting strength of test specimens. [17] PN-EN 196-1:2016-07: Metody badania ce mentu – Część 1: Oznaczanie wytrzymałości.
[17] PN-EN 196-1:2016-07: Metody badania cementu – Część 1: Oznaczanie wytrzymałości.
