Abstract
Buildability of fresh concrete, a key element of Concrete 3D printing, is the ability to build filaments at a desirable height without excessive deformation or collapse. Buildability is closely related to yield stress, and the higher the yield stress, the better. Also, the shear stress of fresh concrete increases as it hardens over the time after extruded, and consequently the buildability increases. Therefore, in concrete 3D printing, proper time gaps between printed layers (Printing Time Gap, PTG) are required to ensure the buildability of fresh concrete. As the PTG increases, the buildability increases; however, an excessive PTG reduces the bond performance between the printed layers, and the extrudability can be lowered as the printing time increases. In this research, therefore, 3D printing experiments were conducted with the variable of PTG to examine the buildability of 100 MPa-high strength concrete. In addition, a pseudo-layer loading method was applied to simulate the buildability test for 3D concrete printing and its applicability was examined.
굳지 않은 콘크리트의 적층성은 콘크리트 3D 프린팅의 핵심 요소로써 필라멘트의 변형 및 붕괴 없이 일정한 높이로 적층하는 성능이다. 적층성은 항복응력과 밀접한 관련이 있으며, 항복응력이 높을수록 우수하다. 또한, 굳지 않은 콘크리트는 압출된 후 시간경과에 따라 경화되면서 전단응력이 증가하기 때문에 적층성이 높아지게 된다. 따라서, 콘크리트 3D 프린팅 시 굳지 않은 콘크리트의 적층성 확보를 위해서는 출력되는 레이어 사이의 적절한 시간 간격(Printing Time Gap, 이하 PTG)이 필요하다. PTG가 증가함에 따라 적층성은 증가하지만, PTG가 과다하게 커지면 출력된 레이어 간의 부착성능이 감소하며, 출력시간이 길어짐에 따라서 압출성능이 저하될 수 있다. 이 연구에서는 100 MPa급 고강도 콘크리트 배합에 적합한 적층성을 확보하기 위하여 PTG를 변수로 한 3D 프린팅 실험을 수행하였으며, 이와 더불어 콘크리트 3D 프린팅 방법을 유사하게 모사할 수 있는 모의 적층실험 방법의 유효성을 검토하기 위하여 모의 적층실험을 수행하였다.
