海水を用いたセメント系材料の3Dプリント：模擬海洋環境における応用

科学分野:

• 材料科学
• 土木工学
• 海洋工学

背景:

• オフショア、沿岸、河川建設ソリューションに対する世界的な需要の高まり。
• エネルギープラットフォームや防波壁などの沿岸インフラへの投資増加。
• 適応可能で迅速に展開可能な建設方法の必要性。

研究 の 目的:

• 海水の水中3Dプリント用の印刷可能コンクリート混合物を調査する。
• コンクリート特性に対する海水と印刷媒体（空中対水中）の影響を評価する。
• 海洋用途のためのレオロジーおよび機械的性能を特徴付ける。

主な方法:

• コンクリートの3Dプリントにシリンジベースの押出システムを利用した。
• 淡水を置き換える海水を用いた印刷可能コンクリート混合物を調製した。
• レオロジーおよび機械的特性（圧縮強度、曲げ強度、寸法安定性）の評価を実施した。

主要な成果:

• 海水の採用により、高い降伏応力と粘度を含む良好なレオロジー特性が得られた。
• 海水をベースとした混合物は、淡水混合物と比較して優れた寸法安定性を示した。
• 空中および水中サンプル間の圧縮強度に統計的な差は見られなかった。曲げ強度は、形状と印刷媒体の影響を受けた。

結論:

• 海水は、レオロジーと安定性を向上させる印刷可能な水中コンクリート混合物の実行可能な成分である。
• 水中3Dプリントにおける界面強度を向上させるためには、最適化された硬化戦略と層接着技術が不可欠である。
• 本研究結果は、多様な海洋用途のための印刷可能な水中コンクリートの開発に重要なパラメータを提供する。