Additive Manufacturing as an Alternative to Core Sampling in Concrete Strength Assessment

Applied Sciences, 2025

Толық мәтін Ашық қол жеткізу: Gold Метадеректер (CSL-JSON)
DOI 10.3390/app15147737
Деректер сенімділігі 85 жоғары
Бұл баға қалай есептеледі

Ол жазбаның өзінің тексерілетін белгілерінен құралады: мақаланың DOI-і бар ма, оның деректерін қанша тәуелсіз дереккөз растады, міндетті өрістер толтырылған ба және соңғы растау қаншалықты жаңа. Дереккөздер арасындағы алшақтық пен идентификатордың болмауы бағаны төмендетеді. 80-нен бастап мән жазбаның қосымша тексерусіз жарияланғанын, 60-тан 79-ға дейін — оның сенімділігі төмен күйде жарияланғанын және қолмен тексеру ұсынылатынын білдіреді. Редактор қолмен тексерген жазбаны қайта есептеу 90-нан төмен түсірмейді. Бұл — мақаланың өзіне емес, ол туралы деректерімізге берілген баға.

Аңдатпа

Additive manufacturing reshapes concrete construction, yet routine strength verification of printed elements still depends on destructive core sampling. This study evaluates whether standard 70 mm cubes—corrected by a single factor—can provide an equally reliable measure of in situ compressive strength. Five Portland-cement mixes, with and without ash-slag techno-mineral filler, were extruded into wall blocks on a laboratory 3D printer. For each mix, the compressive strengths of the cubes and ∅ 28 mm drilled cores were measured at 7, 14 and 28 days. The core strengths were consistently lower than the cube strengths, but their ratios remained remarkably stable: the transition coefficient clustered between 0.82 and 0.85 (mean 0.83). Ordinary least-squares regression of the pooled data produced the linear relation R^core [MPa] = 0.97 R^cube − 4.9, limiting the prediction error to less than 2 MPa (under 3% across the 40–300 MPa range) and outperforming more complex machine-learning models. Mixtures containing up to 30% ash-slag filler maintained structural-grade strength while reducing clinker demand, underscoring their sustainability potential. The results deliver a simple, evidence-based protocol for non-destructive strength assessment of 3D-printed concrete and provide quantitative groundwork for future standardisation of quality-control practices in additive construction.