Aplicação da tecnologia de impressão 3D com materiais cimentícios em projetos residenciais

Civil construction has undergone several transformations due to the use of digitalization and automation. A current example is the application of 3D printing with cementitious materials, which has shown considerable growth in recent years. This paper aims to analyze homes built with the use of this innovative and disruptive technology. Bibliographic research was used to identify concepts related to the use of 3D printing with cementitious materials in civil construction. Then, an analysis was made comparing the selected residences, regarding the categories: dimensions and shape; foundation; floor; walls, frames and finishings; and roof. The results show that residential construction using this technology is promising and advantageous, with greater construction agility, cost and waste reduction, etc. Furthermore, it enables several formal compositions, the use of simple foundations, and the association with other materials, generating design solutions that can be adapted to the cultural, economic, and environmental aspects of each context.A construção civil tem passado por diversas transformações devido ao emprego da digitalização e automação. Um exemplo atual é a aplicação da impressão 3D com materiais cimentícios, que apresentou crescimento considerável nos últimos anos. Este artigo tem como objetivo analisar residências construídas com o uso dessa tecnologia inovadora e disruptiva. Utilizou-se de pesquisa bibliográfica para identificar conceitos referentes ao uso da impressão 3D com materiais cimentícios na construção civil. Após, foi feita uma análise comparando as residências selecionadas, com relação às categorias: dimensões e forma; fundação; piso; paredes, esquadrias e acabamentos e; cobertura. Os resultados evidenciam que a construção residencial com o uso da tecnologia de impressão 3D é promissora e vantajosa, com maior agilidade construtiva, redução de custos e desperdícios etc. Ademais, possibilita diversas composições formais, o uso de fundações simples e a associação com outros materiais, gerando soluções projetuais que podem se adequar aos aspectos culturais, econômicos e ambientais de cada contexto

Concrete elements produced by 3D printing with a focus on adhesion between layers: a review

A impressão 3D de elementos de concreto é o processo construtivo mais inovador e promissor da atualidade. Além de representar inúmeros benefícios na indústria da construção civil, como redução de desperdícios e produção de materiais duráveis e mais sustentáveis, essa nova proposta de construção apresenta vários desafios para a engenharia do ponto de vista do material. Este artigo revisa os principais processos de impressão 3D de concretos, bem como as principais propriedades que determinam a aderência entre as camadas, fator fundamental para uma boa impressão. Para este estudo, foram levantados resultados de testes de aderência por meio de MEV e difração de raios-X e também ensaios de aderência em que o destacamento entre as camadas foi induzido. Concluindo que a identificação das principais propriedades do material é um dos fatores mais importantes para a determinação dos materiais e misturas que irão condicionar a melhor aderência entre as camadas.3D printing of concrete elements is the most innovative and promising construction process today. In addition to representing numerous benefits in the construction industry, such as waste reduction and production of durable and more sustainable materials, this new construction proposal presents several challenges for engineering from the point of view of the material. This article reviews the main 3D concrete printing processes, as well as the main properties that determine the adhesion between the layers, a fundamental factor for a good impression. For this study, results were obtained from adhesion tests by means of SEM and X-ray diffraction and also adhesion tests in which detachment between layers was induced. Concluding that the identification of the main properties of the material is one of the most important factors for determining the materials and mixtures that will condition the best adhesion between the layers

IMPRESSÃO 3D COM MATERIAIS CIMENTÍCIOS: UMA ANÁLISE COMPARATIVA DE PROJETOS RESIDENCIAIS: 3D PRINTING WITH CEMENTITIOUS MATERIALS: A COMPARATIVE ANALYSIS OF RESIDENTIAL PROJECTS

Civil construction has undergone several transformations due to the use of digitalization and automation. A current example is the application of 3D printing with cementitious materials, which has shown considerable growth in recent years. This paper aims to analyze homes built with the use of this innovative and disruptive technology. Bibliographic research was used to identify concepts related to the use of 3D printing with cementitious materials in civil construction. Then, an analysis was made comparing the selected residences, regarding the categories: dimensions and shape; foundation; floor; walls, frames and finishings; and roof. The results show that residential construction using this technology is promising and advantageous, with greater construction agility, cost and waste reduction, etc. Furthermore, it enables several formal compositions, the use of simple foundations, and the association with other materials, generating design solutions that can be adapted to the cultural, economic, and environmental aspects of each context.El sector de la construcción ha experimentado varias transformaciones gracias al uso de la digitalización y la automatización. Un ejemplo actual es la aplicación de la impresión 3D con materiales cementosos, que ha experimentado un crecimiento considerable en los últimos años. Este artículo pretende analizar las viviendas construidas con esta tecnología innovadora y disruptiva. A partir de una investigación bibliográfica, se identificaron conceptos relacionados con el uso de la impresión 3D con materiales cementosos en la construcción civil. Posteriormente, se realizó un análisis comparativo de las residencias seleccionadas, en relación a las categorías: dimensiones y forma; cimentación; piso; paredes, marcos y acabados y; cobertura. Los resultados muestran que la construcción residencial con tecnología de impresión 3D es prometedora y ventajosa, con mayor agilidad constructiva, reducción de costos y desperdicios, etc. Además, permite diversas composiciones formales, el uso de cimientos simples y la asociación con otros materiales, generando soluciones de diseño que pueden adaptarse a los aspectos culturales, económicos y ambientales de cada contextoA construção civil tem passado por diversas transformações devido ao emprego da digitalização e automação. Um exemplo atual é a aplicação da impressão 3D com materiais cimentícios, que apresentou crescimento considerável nos últimos anos. Este artigo tem como objetivo analisar residências construídas com o uso dessa tecnologia inovadora e disruptiva. Utilizou-se de pesquisa bibliográfica para identificar conceitos referentes ao uso da impressão 3D com materiais cimentícios na construção civil. Após, foi feita uma análise comparando as residências selecionadas, com relação às categorias: dimensões e forma; fundação; piso; paredes, esquadrias e acabamentos e; cobertura. Os resultados evidenciam que a construção residencial com o uso da tecnologia de impressão 3D é promissora e vantajosa, com maior agilidade construtiva, redução de custos e desperdícios etc. Ademais, possibilita diversas composições formais, o uso de fundações simples e a associação com outros materiais, gerando soluções projetuais que podem se adequar aos aspectos culturais, econômicos e ambientais de cada contexto

IMPRESSÃO 3D COM MATERIAIS CIMENTÍCIOS: UMA ANÁLISE COMPARATIVA DE PROJETOS RESIDENCIAIS: 3D PRINTING WITH CEMENTITIOUS MATERIALS: A COMPARATIVE ANALYSIS OF RESIDENTIAL PROJECTS

Civil construction has undergone several transformations due to the use of digitalization and automation. A current example is the application of 3D printing with cementitious materials, which has shown considerable growth in recent years. This paper aims to analyze homes built with the use of this innovative and disruptive technology. Bibliographic research was used to identify concepts related to the use of 3D printing with cementitious materials in civil construction. Then, an analysis was made comparing the selected residences, regarding the categories: dimensions and shape; foundation; floor; walls, frames and finishings; and roof. The results show that residential construction using this technology is promising and advantageous, with greater construction agility, cost and waste reduction, etc. Furthermore, it enables several formal compositions, the use of simple foundations, and the association with other materials, generating design solutions that can be adapted to the cultural, economic, and environmental aspects of each context.El sector de la construcción ha experimentado varias transformaciones gracias al uso de la digitalización y la automatización. Un ejemplo actual es la aplicación de la impresión 3D con materiales cementosos, que ha experimentado un crecimiento considerable en los últimos años. Este artículo pretende analizar las viviendas construidas con esta tecnología innovadora y disruptiva. A partir de una investigación bibliográfica, se identificaron conceptos relacionados con el uso de la impresión 3D con materiales cementosos en la construcción civil. Posteriormente, se realizó un análisis comparativo de las residencias seleccionadas, en relación a las categorías: dimensiones y forma; cimentación; piso; paredes, marcos y acabados y; cobertura. Los resultados muestran que la construcción residencial con tecnología de impresión 3D es prometedora y ventajosa, con mayor agilidad constructiva, reducción de costos y desperdicios, etc. Además, permite diversas composiciones formales, el uso de cimientos simples y la asociación con otros materiales, generando soluciones de diseño que pueden adaptarse a los aspectos culturales, económicos y ambientales de cada contextoA construção civil tem passado por diversas transformações devido ao emprego da digitalização e automação. Um exemplo atual é a aplicação da impressão 3D com materiais cimentícios, que apresentou crescimento considerável nos últimos anos. Este artigo tem como objetivo analisar residências construídas com o uso dessa tecnologia inovadora e disruptiva. Utilizou-se de pesquisa bibliográfica para identificar conceitos referentes ao uso da impressão 3D com materiais cimentícios na construção civil. Após, foi feita uma análise comparando as residências selecionadas, com relação às categorias: dimensões e forma; fundação; piso; paredes, esquadrias e acabamentos e; cobertura. Os resultados evidenciam que a construção residencial com o uso da tecnologia de impressão 3D é promissora e vantajosa, com maior agilidade construtiva, redução de custos e desperdícios etc. Ademais, possibilita diversas composições formais, o uso de fundações simples e a associação com outros materiais, gerando soluções projetuais que podem se adequar aos aspectos culturais, econômicos e ambientais de cada contexto

Influência da porcentagem da fração fina proveniente do agregado graúdo no desempenho de concreto permeável

O concreto permeável (CoPe) é um dos materiais com maior importância no campo da pesquisa atual. Este material possui uma permeabilidade elevada, dada pelo seu alto índice de vazios que varia de 15-35%. A distribuição dos vazios e a permeabilidade estão diretamente ligadas a granulometria do agregado graúdo utilizado, sendo que podem ser utilizadas granulometrias, uniformes, continuas e descontinuas. A escolha de cada uma delas vai depender da solicitação em termos hidráulicos e mecânicos que sejam requeridos no material. Porém ainda existem grandes questionamentos relacionados com a influência de agregados menores de 4.8 mm no desempenho do material, já que estes agregados são oriundos do próprio agregado graúdo. Por tanto este estudo analisa a influência da porcentagem de fração na proveniente do agregado graúdo nas propriedades mecânicas e hidráulicas do CoPe fabricado com britas de 19 mm (B1), 9,5 mm (B0) e uma mistura 50/50 (50B0/50B1) das duas britas mencionadas. Os resultados mostram que o CoPe 50B0/50B1 foi o melhor em termos de resistência alcançando 19 Mpa e em termos hidráulicos a B1 apresentou o maior coeficiente de permeabilidade de 4.27 mm/s em termos de resistência a alçando em média um valor de 10 Mpa e nalmente a B0 com permeabilidade de aproximadamente 3 mm/s e resistência mecânica de 9.5 Mpa. A melhoria no arranjo dos grãos e da fração na própria do agregado explica os melhores resultados mecânicos. É interessante ressaltar que a baixa resistência dos CoPe’s normalmente se dá pela fragilidade da interface entre os agregados

Efeitos da substituição parcial do agregado miúdo por cinza de madeira de eucalipto nas propriedades das argamassas

O desenvolvimento da avicultura de corte no Brasil tem causado um considerável aumento na demanda pelos combustíveis utilizados para aquecimento do ambiente interno das granjas. Dentre esses, destaca-se a lenha de eucalipto, que ao ser queimada produz cinzas residuais que muitas vezes não recebem destinação adequada. Nesse contexto, o uso da cinza de madeira de eucalipto (CME) em substituição parcial à areia natural em argamassas foi investigado. As areias utilizadas foram separadas em três frações granulométricas da areia normal, avaliando-se a massa específica, massa unitária, superfície específica e teor de matéria orgânica. As argamassas foram produzidas com traço 1:3, em volume, com índice de consistência fixado em 250 ± 10mm e teores de substituição de 0, 10 e 20% da areia natural por CME. No estado fresco, as argamassas foram avaliadas quanto à massa específica e, em estado endurecido, quanto à absorção de água, massa específica, índice de vazios e resistência à compressão axial. Os ensaios realizados indicaram a viabilidade técnica da substituição da areia natural por CME em teores de até 10% de seu volume, sem prejuízo significativo às propriedades avaliadas

COMPORTAMENTO A TRAÇÃO DIRETA DE BIOCOMPÓSITOS CIMENTÍCIOS REFORÇADOS COM FIBRAS DA REGIÃO AMAZÔNICA

In the trend of sustainability in civil construction, cement composites reinforced with natural lignocellulosic fibers bring economic and socio-environmental benefits. In this context, the objective of this research is to analyze the mechanical behavior under direct tension of continuous (long) unidirectional fibers of mallow (Urena lobata L.) and jute (Corchorus capsularis L.) in alternative fiber cement composites. Through the narrative method, the research was based on studies with cement composites with deformation-hardening behavior (SHCC), reinforced with natural lignocellulosic fibers in mortars modified with pozzolanic materials. For the development of biocomposites and guarantee of durability, it partially replaces Portland cement CP II F-32 with metakaolin, according to research by Silva et al. (2010) and Melo Filho (2012). The results indicate that the mallow and jute fiber biocomposites showed multiple cracking, with ultimate stresses of 10.34 MPa and 7.96 MPa, respectively. The feasibility of applying mallow and jute fibers in alternative cementitious biocomposites, for semi-structural and structural purposes, subject to direct traction, is concludedNa tendência da sustentabilidade da construção civil, os compósitos cimentícios reforçados com fibras naturais lignocelulósicas traz benefícios econômicos e socioambientais. Neste contexto, o objetivo desta pesquisa é analisar o comportamento mecânica a tração direta de fibras contínuas (longas) unidirecionais de malva (Urena lobata L.) e juta (Corchorus capsularis L.) em compósitos alternativos de fibrocimento. Através do método narrativo, a pesquisa baseou-se em estudos com compósitos cimentícios com comportamento de endurecimento por deformação, reforçados com fibras naturais lignocelulósicas em argamassas modificadas com materiais pozolânicos. Para o desenvolvimento dos biocompósitos e garantia da durabilidade, substitui parcialmente o cimento Portland CP II F-32 por metacaulim, conforme pesquisas de Silva et al. (2010) e Melo Filho (2012). Os resultados indicam que os biocompósitos com fibras de malva e juta apresentaram múltipla fissuração, com tensões últimas de 10,34 MPa e 7,96 MPa, respectivamente. Conclui-se a viabilidade da aplicação de fibras de malva e juta em biocompósitos cimentícios alternativos, para fins semiestruturais e estruturais, sujeitos à tração direta

COMPORTAMENTO A TRAÇÃO DIRETA DE BIOCOMPÓSITOS CIMENTÍCIOS REFORÇADOS COM FIBRAS DA REGIÃO AMAZÔNICA

In the trend of sustainability in civil construction, cement composites reinforced with natural lignocellulosic fibers bring economic and socio-environmental benefits. In this context, the objective of this research is to analyze the mechanical behavior under direct tension of continuous (long) unidirectional fibers of mallow (Urena lobata L.) and jute (Corchorus capsularis L.) in alternative fiber cement composites. Through the narrative method, the research was based on studies with cement composites with deformation-hardening behavior (SHCC), reinforced with natural lignocellulosic fibers in mortars modified with pozzolanic materials. For the development of biocomposites and guarantee of durability, it partially replaces Portland cement CP II F-32 with metakaolin, according to research by Silva et al. (2010) and Melo Filho (2012). The results indicate that the mallow and jute fiber biocomposites showed multiple cracking, with ultimate stresses of 10.34 MPa and 7.96 MPa, respectively. The feasibility of applying mallow and jute fibers in alternative cementitious biocomposites, for semi-structural and structural purposes, subject to direct traction, is concludedNa tendência da sustentabilidade da construção civil, os compósitos cimentícios reforçados com fibras naturais lignocelulósicas traz benefícios econômicos e socioambientais. Neste contexto, o objetivo desta pesquisa é analisar o comportamento mecânica a tração direta de fibras contínuas (longas) unidirecionais de malva (Urena lobata L.) e juta (Corchorus capsularis L.) em compósitos alternativos de fibrocimento. Através do método narrativo, a pesquisa baseou-se em estudos com compósitos cimentícios com comportamento de endurecimento por deformação, reforçados com fibras naturais lignocelulósicas em argamassas modificadas com materiais pozolânicos. Para o desenvolvimento dos biocompósitos e garantia da durabilidade, substitui parcialmente o cimento Portland CP II F-32 por metacaulim, conforme pesquisas de Silva et al. (2010) e Melo Filho (2012). Os resultados indicam que os biocompósitos com fibras de malva e juta apresentaram múltipla fissuração, com tensões últimas de 10,34 MPa e 7,96 MPa, respectivamente. Conclui-se a viabilidade da aplicação de fibras de malva e juta em biocompósitos cimentícios alternativos, para fins semiestruturais e estruturais, sujeitos à tração direta

Fiber-cement composites reinforced with mallow and jute fibers produced in the Amazonian region - Effect on mechanical properties at direct tensile

Na tendência da sustentabilidade da construção civil, os compósitos cimentícios reforçados com fibras naturais lignocelulósicas traz benefícios econômicos e socioambientais. Neste contexto, o objetivo desta pesquisa é analisar o comportamento mecânica a tração direta de fibras contínuas (longas) unidirecionais de malva (Urena lobata L.) e juta (Corchorus capsularis L.) em compósitos alternativos de fibrocimento. Através do método narrativo, a pesquisa baseouse em estudos com compósitos cimentícios com comportamento de endurecimento por deformação, reforçados com fibras naturais lignocelulósicas em argamassas modificadas com materiais pozolânicos. Para o desenvolvimento dos biocompósitos e garantia da durabilidade, substitui parcialmente o cimento Portland CP II F-32 por metacaulim, conforme pesquisas de Silva et al. (2010) e Melo Filho (2012). Os resultados indicam que os biocompósitos com fibras de malva e juta apresentaram múltipla fissuração, com tensões últimas de 10,34 MPa e 7,96 MPa, respectivamente. Conclui-se a viabilidade da aplicação de fibras de malva e juta em biocompósitos cimentícios alternativos, para fins semiestruturais e estruturais, sujeitos à tração direta.Em inglIn the trend of sustainability in civil construction, cement composites reinforced with natural lignocellulosic fibers bring economic and socio-environmental benefits. In this context, the objective of this research is to analyze the mechanical behavior under direct tension of continuous (long) unidirectional fibers of mallow (Urena lobata L.) and jute (Corchorus capsularis L.) in alternative fiber cement composites. Through the narrative method, the research was based on studies with cement composites with deformation-hardening behavior(SHCC), reinforced with natural lignocellulosic fibers in mortars modified with pozzolanic materials. For the development of biocomposites and guarantee of durability, it partially replaces Portland cement CP II F-32 with metakaolin, according to research by Silva et al. (2010) and Melo Filho (2012). The results indicate that the mallow and jute fiber biocomposites showed multiple cracking, with ultimate stresses of 10.34 MPa and 7.96 MPa, respectively. The feasibility of applying mallow and jute fibers in alternative cementitious biocomposites, for semi-structural and structural purposes, subject to direct traction, is concluded

Use of fly ash (FA) for 3D printing

Atualmente, a tecnologia de impressão 3D aplicada a construção civil apresenta inúmeras possibilidades e desafios, tais como: melhorias na produtividade, redução de desperdícios e desenvolvimento de materiais cimentícios. Este artigo investigou a potencialidade de uso de (CV) em materiais cimentícios para impressão 3D através da verificação dos aspectos de construtibilidade. Na primeira etapa foram realizados ensaios de consistência normal, tempo de início e fim de pega em pastas, com 4 % de óxido de cálcio e substituição de (CV) nas porcentagens de 8%, 10% e 15% em relação a massa de cimento. Na segunda etapa, com traço de 1:1,5, em massa, foram realizados ensaios de viscosidade, tensão de escoamento, extrudabilidade e verticalidade. Observou-se que a pasta com substituição de 15% de (CV) obteve maior tempo de início de pega e que o material cimentício demonstrou resultados favoráveis quanto a análise de construtibilidade com o uso de impressão 3D.Currently, 3D printing technology applied to civil construction offers advantages and challenges, such as: improvements in productivity, reduction of waste and development of cementitious materials. This article investigated the potential use of (FA) in cementitious materials for 3D printing by verifying the aspects of constructibility. In the first stage, tests were carried out for normal consistency, start and end times of setting in masses, with 4% calcium oxide and substitution of (FA) in the percentages of 8%, 10% and 15% in relation to the cement mass. In the second stage, with a 1: 1.5 trace, in mass, viscosity, yield stress, extrudability and verticality tests were carried out. Note that the paste with 15% (FA) replacement takes longer to start the grip and that the cementitious material gives favorable results when it achieves the aspects of constructability with the use of 3D printing