Inteligentní aktivní mikrofiler pro přípravu kompozitní jemnozrnné směsi lineárního 3D tisku s uplatněním ve stavebnictví

Kód výsledku v IS VaVaI

<a href="https://www.isvavai.cz/riv?ss=detail&h=RIV%2F68407700%3A21110%2F22%3A00364557" target="_blank" >RIV/68407700:21110/22:00364557 - isvavai.cz</a>

Výsledek na webu

—

DOI - Digital Object Identifier

—

Jazyk výsledku

čeština

Název v původním jazyce

Inteligentní aktivní mikrofiler pro přípravu kompozitní jemnozrnné směsi lineárního 3D tisku s uplatněním ve stavebnictví

Popis výsledku v původním jazyce

Smyslem vývoje a úpravy aktivního mikrofileru pro kompozitní směsi vhodné pro 3D tisk je zlepšení reologických vlastností a konzistenčních charakteristik směsí, které umožní tisk i velmi jemných struktur. Základem extruzivního lineárního 3D tisku je využití vazké směsi, vytlačitelné pomocí extrudéru. Vlastnosti této směsi bude možné různým způsobem modifikovat např. přidáváním rozmělněného recyklovaného polystyrenu nebo dalších přísad dle účelu jejího využití. Cílem v této souvislosti bylo funkční vzorek směsi vyrobit na poloprovozním vysokorychlostním mlecím zařízení na základě výsledků optimalizace složení směsi a mlecích režimů v laboratorní fázi výzkumu a to v množství minimálně 100 kg. Návazně bylo provedeno ověření vlastností směsi v reálných podmínkách při extruzivním lineárním 3D tisku malých stavebních nebo designových prvků a to zejména s ohledem na reologické chování směsi při tisku a vývoji pevnostních charakteristik materiálu vytištěných stavebních prvků. Pevnostní charakteristiky kompozitní směsi využité pro vytištění malých stavebních nebo designových prvků bylo podrobeno též posouzení s využitím nedestruktivních zkušebních metod. Navržená a ověřovaná suchá kompozitní směs pro lineární 3D tisk uplatnitelný ve stavebnictví sestává ze tří základních komponent: a) aktivního inteligentního mikrofileru b) hrubého plniva (těžený praný křemičitý písek o zrnitosti 0-2 mm), který by měl být v budoucnosti variantně nahraditelný drobným drceným kamenivem z vysokopecní strusky c) rychle tuhnoucí pojivo

Název v anglickém jazyce

An intelligent active microfilter for the preparation of composite fine-grain linear 3D printing compound with applications in the construction industry

Popis výsledku anglicky

The purpose of the development and modification of active microfilter for composite mixtures suitable for 3D printing is to improve the rheological properties and consistency characteristics of the composite mixtures to enable printing of even very fine structures. The basis of extrusive linear 3D printing is the use of a viscous mixture, extrudable by means of an extruder. The properties of this mixture can be modified in various ways, for example by adding ground recycled polystyrene or other additives, depending on the intended use. The aim in this context was to produce a functional sample of the mixture on a semi-operational high-speed milling machine, based on the results of the optimisation of the mixture composition and milling regimes in the laboratory phase of the research, in quantities of at least 100 kg. Subsequently, the properties of the mixture were verified in real conditions during extrusive linear 3D printing of small structural or design elements, especially with regard to the rheological behaviour of the mixture during printing and the development of the strength characteristics of the material of the printed structural elements. The strength characteristics of the composite mixture used for printing small structural or design elements were also assessed using non-destructive testing methods. The designed and validated dry composite mixture for linear 3D printing applicable in the construction industry consists of three basic components: (a) an active intelligent microfilter (b) coarse filler (mined washed silica sand with a grain size of 0-2 mm), which should be optionally replaceable in the future by fine crushed aggregate from blast furnace slag (c) fast-setting binder

Druh

G_funk - Funkční vzorek

CEP obor

—

OECD FORD obor

20101 - Civil engineering

Projekt

<a href="/cs/project/TH04020043" target="_blank" >TH04020043: Inovativní technologie využití anorganických průmyslových odpadů nebo vedlejších produktů</a><br>

Návaznosti

P - Projekt vyzkumu a vyvoje financovany z verejnych zdroju (s odkazem do CEP)

Rok uplatnění

2022

Kód důvěrnosti údajů

S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů

Interní identifikační kód produktu

TH04020043-V7

Číselná identifikace

TH04020043-V7

Technické parametry

Základní složkou aktivního hydrofilního mikrofileru pro přípravu směsí pro lineární 3D tisk ve stavebnictví je podsítná frakce z třídění na válcovém mlýně s hladkými válci mletých, vzduchem chlazených vysokopecních strusek z výroby železa společnosti Liberty Ostrava a.s., které jsou skladovány a zpracovávány společností Ecocoal Slag Handling s.r.o. v areálu tzv. "Struskárny" na Lihovarské ulici v Ostravě - Kunčičkách. Tyto strusky mají poměrně vysokou abrazí a neobsahují volný SiO2, který by u některých aplikací (jako například využití v případě abraziva pro otryskávání) mohl z hygienických důvodů takový materiál diskvalifikovat. Ale ve výše uvedené vzduchem chlazené vysokopecní strusce je veškeré SiO2 vázáno v silikátech Ca a Mg, především pak v gehlenitu, ackermanitu, merwinitu nebo v malém množství ve spinelu. V rámci komplexního využití materiálu těchto strusek bylo v návaznosti na užitný vzor 036132 zkoušeno abrazivo pro otryskávání (zejména kovových a betonových povrchů) a jejich výroba ve Výzkumném a vývojovém centru společnosti FF Servis s.r.o. v Moravském Berouně. Vzhledem k hrubé zrnitosti (cca. 0,1 mm - 2 mm) kterou musí abraziva pro otryskávání mít a vzhledem k vysoké abrazi vysokopecních, vzduchem chlazených strusek, byla tato abraziva připravena nikoliv ve vysokorychlostním mlýně, ale ve mlýně dvouválcovém. Základní složka mikrofileru byla získána jako směs podsítné frakce třídění těchto abraziv a odprašků z válcového mlýna při mletí těchto strusek na abraziva. Tedy v tomto ohledu se jedná o snahu nalezení komplexního řešení, které umožní bezodpadové využití veškerých upravovaných vysokopecních strusek.

Ekonomické parametry

Alternativní suchá směs pro lineární 3D tisk založená na aktivním mikrofileru a využívající vysokopecní strusku jako plnivo i složku pojiva má vést k významnému snížení výrobních nákladů, díky čemuž by mělo být možné takové řešení na trhu nabídnout s cenou min. o 40 % nižší v porovnání se standardními komerčními kompozitními směsmi pro 3D tisk. Docílení výhodnější ceny pro komercializaci má podpořit též snížení potřebnosti dodatečných chemických přísad.

Kategorie aplik. výsledku dle nákladů

—

IČO vlastníka výsledku

68407700

Název vlastníka

České vysoké učení technické v Praze / Fakulta stavební

Stát vlastníka

CZ - Česká republika

Druh možnosti využití

V - Výsledek je využíván vlastníkem

Požadavek na licenční poplatek

N - Poskytovatel licence na výsledek nepožaduje licenční poplatek

Adresa www stránky s výsledkem

—