Для продвижения ресурсного использования щебня туннелепроходческого оборудования и низкоуглеродного строительства была объединена технология микробиально индуцированного карбонирования оксида магния (MIMC) с 3D-печатью для изготовления материалов на основе щебня туннелепроходческого оборудования, пригодных для строительных конструкций. Используя технологию 3D-печати бетона, проведено экспериментальное исследование с использованием щебня туннелепроходческого оборудования в качестве основного материала и микробиально карбонизированного оксида магния в качестве вяжущего материала. Путём регулирования содержания оксида магния (0%, 5%, 10%, 20%) и соотношения песка и золы (0,5; 1,0; 1,5) систематически оценивались реологические свойства печатного раствора и анизотропные прочностные характеристики напечатанных образцов, а также производилось сравнение с образцами, сформованными в формах. С помощью сканирующей электронной микроскопии анализировались микроструктурные различия образцов с разными составами. Результаты показали, что содержание оксида магния значительно влияет на текучесть и прочность материала; текучесть раствора увеличивается с увеличением количества гидролизата, при одинаковом количестве гидролизата текучесть сначала увеличивается, а затем уменьшается с ростом содержания оксида магния; максимальная прочность достигается при 20% содержании оксида магния, и прочность увеличивается степенным законом с ростом содержания оксида магния; влияние соотношения песка и золы на прочность несущественно; анизотропия прочности 3D-печатных образцов незначительна, по сравнению с формованными образцами, которые имеют более высокую прочность из-за уплотнения вибрацией; микроструктура показала, что оксид магния способствует формированию кристаллов гидратированных карбонатов магния и улучшению их морфологии и плотности распределения.

туннелепроходческий щебень; микробиально карбонизированный оксид магния; 3D-печать; прочность; анизотропия