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

Applied Sciences, 2025

Полный текст Открытый доступ: Gold Метаданные (CSL-JSON)
DOI 10.3390/app15147737
Достоверность данных 85 высокая
Как считается эта оценка

Складывается из проверяемых признаков самой записи: есть ли у статьи DOI, сколько независимых источников подтвердили её данные, заполнены ли обязательные поля и насколько свежо последнее подтверждение. Снижают оценку расхождения между источниками и отсутствие идентификатора. Значение от 80 означает, что запись опубликована без дополнительной проверки; от 60 до 79 — что она опубликована с пониженной достоверностью и ручная проверка желательна. Запись, выверенную редактором вручную, пересчёт не опускает ниже 90. Это оценка наших данных о статье, а не оценка самой статьи.

Аннотация

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.