環境持続可能性のための3D繊維補強コンクリートに使用される材料と印刷プロセスに関する簡潔なレビュー

Unofficial AI-generated summary based on the public title and abstract. Not an official translation.

🔬研究者:Researchers can use this review as a starting point to identify gaps in fiber-matrix interfaces and multiscale reinforcement for 3DFRC.

🏢実務担当者:Construction firms may find insights on material combinations and printing methods that reduce waste and improve sustainability.

🏛政策担当者:Policymakers can note the potential of 3D printing and fiber reinforcement to support low-carbon construction standards.

3Dプリントコンクリートは、建設分野における変革的技術であり、設計、柔軟性、労働効率を提供し、複雑な形状を可能にし、従来のコンクリートと比較して材料廃棄物を削減し、型枠を最小限に抑え、建築的自由とエネルギー消費の削減を実現するため、より持続可能である。従来のコンクリートは強度があり信頼性が高いが、より多くの労働力を必要とし、材料廃棄物と炭素排出をもたらす型枠に完全に依存している。従来のコンクリートは高い圧縮強度を有するが引張強度は低く、これは繊維を導入することで克服され、その製品は繊維補強コンクリート（FRC）として登場するであろう。 3D繊維補強コンクリート（3DFRC）に関するいくつかのレビューが実施され、その中で押出ベースの印刷技術、バインダージェッティング、およびスプレーベースの技術が採用された。しかし、押出ベースの印刷技術が重要であった。多くの研究者は、鋼や炭素などの幅広い種類の繊維を用いて研究を継続し、これらは強度と延性において有意な向上をもたらし、それらの印刷性、機械的特性および耐久特性への影響を検討した。しかし、玄武岩繊維は海洋環境において優れた耐久性を提供する。再生骨材、フライアッシュ、GGBS、籾殻灰などの廃棄物材料といった補助セメント材料（SCMs）の使用は、炭素排出を最小限に抑えるためにより多量のセメントを削減することにより、環境持続可能性をもたらすことができる。潜在的な環境便益に関するライフサイクルアセスメント（LCAs）に関連するいくつかの研究も実施された。 印刷要素における従来の鉄筋の不在は、引張および曲げ耐力において構造上の課題を提起する。限界を緩和し、延性、ひび割れ制御、およびポストクラック靭性といった特性を向上させるために、繊維補強の技術は顕著な戦略となっている。現在の状況では、合成繊維から玄武岩や炭素のような高性能材料、植物由来およびリサイクル繊維までの繊維が、3Dコンクリートの充填材として使用されている。本レビューは、（3DFRC）における進歩と、印刷方法、繊維タイプ、および環境持続可能性の間の相互作用を明確に説明する。繊維-マトリックス界面、マルチスケール補強戦略の開発、および構造用3DFRC要素の設計ガイドラインの確立は、この分野の将来の方向性として優先される必要がある。

AI 翻訳（deepseek-v4-flash）。 正確を期す場合は下の原文を参照してください。

3D-printed concrete, a transformative technology in the construction field offering design, flexibility, labor efficiency, allows complex shapes and is more sustainable as it reduces material waste, minimizes formwork, architectural freedom, and energy consumption compared to conventional concrete. Conventional concrete is strong and reliable but completely depends on formwork which requires more labor and results in material waste and carbon emissions. It posses higher compressive strength but lower tensile strength which will be overcome by introducing fibers and the product will emerge as Fiber Reinforced Concrete (FRC). Several reviews were conducted on 3D Fiber Reinforced Concrete (3DFRC) and among those extrusion-based printing technique, binder jetting and spray-based techniques were employed. However, extrusion-based printing technique was significant. Several researchers continued their studies using wide range of fibers like steel, carbon etc., which can provide significant gains in strength and ductility and their impacts on printability, mechanical and durability properties. But basalt fibers offer superior durability in marine environments. The use of supplementary cementitious materials (SCMs) such as recycled aggregates, waste materials like fly-ash, GGBS, Rice husk ash can cause environmental sustainability by reducing higher quantity of cement  for minimizing carbon emissions. Some studies related to Life cycle assessments (LCAs) for potential environmental benefits were also carried out.. Absence of conventional reinforcement in printed elements pose structural challenges in tensile and flexural capacities. To mitigate limitations and to enhance characteristics viz., ductility, crack control, and post-crack toughness the technique of fiber reinforcement has become a remarkable strategy. In the present scenario, fibers from synthetic to high-performance materials like basalt and Carbon, plant-based and recycled fibers are being used as fillers in 3D concretes. The present review clearly explains the advancements made in (3DFRC) and the interplay between printing methods, fiber types, and environmental sustainability. Fiber-matrix interfaces, development of multi-scale reinforcement strategies, and establishment of design guidelines for structural 3DFRC elements need to be prioritized for future directions in this field.

• semanticscholar https://www.rcssindia.org/jge/index.php/jge/article/download/948/545first seen 2026-07-27 05:45:25 · last seen 2026-09-21 05:13:52