Increasing structuration rate of 3D printable concretes: the effect of viscosity enhancing admixtures

preprint OA: closed CC-BY-4.0

Abstract

In the last decades, 3D printing has emerged as a promising new paradigm for manufacturing. Even in the civil construction industry, it has gained attention from companies and researchers around the world. Despite of that, the properties of materials applied in the additive manufacturing process are still understudied. One of the challenges is the need to conciliate both high bearing capacity, sparing the need of any confining measures, and the ability of keeping fluidity for enough time, in order to avoid cold joints between the layers. In that scenario, viscosity enhancing admixtures (VEAs) can be a solution, because they are able of promoting flocculation, viscosity gain and yield strength increase, reducing the deposition time in between the layers, which may decrease the formation of cold joints. This research evaluated rheological parameters of four different VEAs and found out that they show potential for increasing the cohesion and buildability of concretes for 3D-printing. The results showed that this effect varies with the type and amount of the admixture adopted and bentonite clay, as a mineral powder material, performed best in comparison to other polymeric VEAs, presenting structuration rates of up to 62% higher than the reference mixture.
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Elevação da taxa de estruturação de concretos para impressão 3D: o efeito de aditivos modificadores de viscosidade | SciELO Preprints window.dataLayer = window.dataLayer || []; function gtag(){dataLayer.push(arguments);} gtag('js', new Date()); gtag('config', 'G-3TT8HYRH0Y'); Open Menu Registrar-se Acesso English Español Ir para o conteúdo principal Ir para o menu de navegação principal Ir para o rodapé Preprints Submissão Áreas do Conhecimento Ciências Agrárias Ciências Biológicas Ciências da Saúde Ciências Exatas e da Terra Ciências Humanas Ciências Sociais Aplicadas Engenharias Linguística, letras e artes Educação em Revista Memórias do Instituto Oswaldo Cruz 47º Encontro Anual da ANPOCS 48º Encontro Anual da ANPOCS 49º Encontro Anual da ANPOCS Sobre Sobre o Servidor Declaração de Privacidade Atualizações do Sistema Contato FAQ Ética no SciELO Preprints Avaliação de preprints Anotações em preprints (via Hypothesis) Avalie um preprint preLights Notícias Início / Engenharias O preprint foi publicado em outro meio. DOI do preprint publicado https://doi.org/10.1590/s1983-41952020000400012 Preprint / Versão 1 Elevação da taxa de estruturação de concretos para impressão 3D: o efeito de aditivos modificadores de viscosidade article.authors6a62b48f25690 J. A. Hasse aFederal University of Santa Catarina, Department of Civil Engineering, Florianópolis-SC, Brazil A. P. Rubin aFederal University of Santa Catarina, Department of Civil Engineering, Florianópolis-SC, Brazil L. C. Quintanilha aFederal University of Santa Catarina, Department of Civil Engineering, Florianópolis-SC, Brazil W. L. Repette aFederal University of Santa Catarina, Department of Civil Engineering, Florianópolis-SC, Brazil DOI: https://doi.org/10.1590/SciELOPreprints.273 Palavras-chave: impressão 3D, manufatura aditiva, concretos extrudáveis, aditivos modificadores de viscosidade, argila bentonita Resumo Nas últimas décadas, a impressão 3D emergiu como um novo e promissor paradigma de fabricação. Mesmo na indústria da construção civil, ela tem ganhado atenção de empresas e pesquisadores de todo o mundo. Apesar disso, as propriedades dos materiais aplicados no processo de manufatura aditiva ainda são pouco estudadas. Um dos desafios está na necessidade de conciliar alta capacidade portante, poupando a necessidade de quaisquer medidas restritivas, com a capacidade de manter a fluidez por tempo suficiente, a fim de evitar juntas frias entre as camadas. Nesse sentido, os aditivos Modificadores de viscosidade (VMAs) podem ser uma solução, pois são capazes de promover floculação, ganho de viscosidade e aumento da tensão de escoamento, reduzindo o tempo de deposição entre as camadas, o que pode diminuir a formação de juntas frias. Esta pesquisa avaliou parâmetros reológicos de quatro VMAs diferentes e descobriu que eles apresentam potencial para aumentar a coesão e a construtibilidade de concretos para impressão 3D. Os resultados mostraram que esse efeito varia com o tipo e a quantidade de aditivo adotado. Particularmente, a argila bentonita, como aditivo mineral em pó, apresentou melhor desempenho em comparação com os VMAs poliméricos, porduzindo taxas de estruturação até 62% superiores à mistura de referência. Downloads Os dados de download ainda não estão disponíveis. PDF (Inglês) Enviado 30/04/2020 Postado 30/04/2020 Como Citar Elevação da taxa de estruturação de concretos para impressão 3D: o efeito de aditivos modificadores de viscosidade. (2020). Em SciELO Preprints . https://doi.org/10.1590/SciELOPreprints.273 Formatos de Citação ACM ACS APA ABNT Chicago Harvard IEEE MLA Turabian Vancouver Baixar Citação Endnote/Zotero/Mendeley (RIS) BibTeX Série Engenharias Copyright (c) 2020 J. A. Hasse, A. P. Rubin, L. C. Quintanilha, W. L. Repette Este trabalho está licenciado sob uma licença Creative Commons Attribution 4.0 International License . .citations-container { overflow-y: auto; overflow-x: hidden; max-height: 1000px; } Plaudit Aviso de preprints Preprints são manuscritos não avaliados por um periódico científico ou já avaliados mas em processo de publicação. .block_announcements_article:not(:last-child) { padding-bottom: 1.5em; border-bottom: 1px solid; } .block_announcements_article { text-align: left; } .block_announcements #show-all{ font-style: italic; } Notícias SciELO Preprints adota obrigatoriedade de declaração de disponibilização de dados de pesquisa 19 agosto 2025 A partir de 1º de setembro de 2025 os manuscritos submetidos ao SciELO Preprints devem incluir uma declaração de disponibilidade de dados informando sobre onde e como os dados da pesquisa que deram origem ao artigo podem ser acessados. 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