MB-11-2025

Experimental investigation of concrete beams under bending, manufactured with 3D additive printing technology

Badania doświadczalne zginanych belek betonowych wytworzonych techniką przyrostowego druku 3D

citation/cytuj: Korol E., Jenta A., Chaudhari O. A., Wójcik M. Experimental investigation of concrete beams under bending, manufactured with 3D additive printing technology. Materiały Budowlane. 2025. Volume 639. Issue 11. Pages 1-8. DOI: 10.15199/33.2025.11.01

dr hab. inż. Ewelina Korol, Politechnika Gdańska, Wydział Inżynierii Lądowej i Środowiska
ORCID: 0000-0003-4151-8618
mgr inż. Arkadiusz Jenta, Politechnika Gdańska, Wydział Inżynierii Lądowej i Środowiska
ORCID: 0009-0000-6891-355X
dr inż. Ojas Arun Chaudhari, RISE Research Institute of Sweden
ORCID: 0000-0002-4182-5653
dr hab. inż. Michał Wójcik, Politechnika Gdańska, Wydział Inżynierii Lądowej i Środowiska
ORCID: 0000-0003-4514-1408

Correspondence address: Ten adres pocztowy jest chroniony przed spamowaniem. Aby go zobaczyć, konieczne jest włączenie w przeglądarce obsługi JavaScript.

DOI: 10.15199/33.2025.11.01
Scientific report / Doniesienie naukowe

Abstract. The article presents results of experimental research performed on concrete beams under bending, manufactured using additive 3D printing method. The aim of the research was to determine the nominal flexural strength affected by varying: layer orientation, geometry of a single layer and beam size. The results showed that the strength of beams with layers perpendicular to the load direction is several times higher than those with parallel layers, and significantly lower when the beam dimensions increase.
Keywords: concrete; 3D printing; strain localization; size effect; additive manufacturing.

Streszczenie. Artykuł przedstawia wyniki badań doświadczalnych przeprowadzonych na belkach betonowych, wytworzonych przyrostową metodą druku 3D. Celem badań było określenie wytrzymałości nominalnej na zginanie, będącej pod wpływem zmiennych: układu warstw; geometrii pojedynczej warstwy oraz wielkości belki. Wyniki badań wykazały, że nośność belek z warstwami prostopadłymi do kierunku obciążenia jest wielokrotnie większa niż z warstwami równoległymi oraz znacznie mniejsza, gdy wymiary belki wzrastają.
Słowa kluczowe: beton; druk 3D; lokalizacja odkształceń; efekt skali; metoda przyrostowa.

Literature
[1] Kodama H.Automatic method for fabricating a three – dimensional plastic model with photo- hardening polymer Rev Sci Instrum. 1981, https://doi.org/10.1063/1.1136492.
[2] Santosh KP, Salil D. Comprehensive Review of Additive Manufacturing (3D Printing): Processes, Applications and Future Potential, American Journal of Applied Sciences. 2019. DOI: 10.3844/ajassp.2019.244.272.
[3] Helena D. Druk 3Dwbudownictwie.Napędy i sterowanie. 2020; 12: 41 – 47.
[4] Bos FP, Wolfs RJM, Ahmed ZY, Salet TAM. Additivemanufacturing of concrete in construction: potentials and challenges of 3D concrete printing. Virtual and Physical Prototyping. 2016;http://dx.doi.org/10.1080/17452759.2016.1209867.
[5] De Schutter G, Lesage K, MechtcherineV, NerellaVN, Habert G,Agustí- Juan I. Vision of 3D printing with concrete – Technical, economic and environmental potentials, Cement and Concrete Research. 2016; https://doi.org/10.1016/j.cemconres.2018.06.001.
[6] Bazli M, Ashrafi H, Rajabipour A, Kutay C. 3D printing for remote housing: Benefits and challenges, Automation in Construction, vol. 148, art. no. 104772,: https://doi.org/10.1016/j.autcon. 2023.104772.
[7] Le TT, Austin SA, Lim S, Buswell RA, GibbAGF, Thorpe T. Mix design and fresh properties for high-performance printing concrete. Materials and Structures. 2012, https://doi. org/10.1617/s11527-012-9828-z.
[8] Buswell RA, Leal de Silva WR, Jones SZ, Dirrenberger J. 3D printing using concrete extrusion:Aroadmap for research, Cement and Concrete Research. 2018; https://doi.org/10.1016/j. cemconres.2018.05.006.
[9] Riaz RD, UsmanM, AliA, Majid U, Faizan M, Malik UJ. Inclusive characterization of 3D printed concrete (3DPC) in additive manufacturing: A detailed review, Construction and Building Materials. 2023; https://doi.org/10.1016/j. conbuildmat. 2023.132229.
[10] Singh A, Liu Q, Xiao J, Lyu Q. Mechanical and macrostructural properties of 3D printed concrete dosed with steel fibers under different loading direction. Construction and Building Materials. 2022; https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat. 2022.126616.
[11] Ding T, Xiao J, Zou S, Zhou X. Anisotropic behavior in bending of 3D printed concrete reinforced with fibers, Composite Structures. 2020; https://doi.org/10.1016/j.compstruct. 2020.112808.
[12] Zhou W, Zhang Y, Ma L, Li VC. Influence of printing parameters on 3D printing engineered cementitious composites (3DP-ECC), Cement and Concrete Composites. 2022, https://doi.org/10.1016/j.cemconcomp. 2022.104562.
[13] Huang X, Jang W, Song F, Zou J. Study on the mechanical properties of 3D printing concrete layers and the mechanism of influence of printing parameters. Construction and Building Materials. 2022; https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2022.127496.
[14] Hoffmann M, Skibicki S, Pankratow P, Zielinski A, Pajor M, TechmanM. Automation in the Construction of a 3D-Printed ConcreteWall with the Use of a Lintel Gripper, Materials.2020; doi: 10.3390/ma13081800.
[15] Kaszyńska M, Skibicki S, Hoffman M. 3D Concrete Printing for Sustainable Construction, Energies. 2020. DOI: 10.3390/en13236351.
[16] Freek B et al., RILEMTC 304-ADC ILS-mech Study Plan, Tum. 2023, https://doi. org/10.14459/2023mp1705940.
[17] Korol E, Tejchman J, Mróz Z. FE investigations of the effect of fluctuating local tensile strength on coupled energetic–statistical size effect in concrete beams. Engineering Structures. 2015; https://doi.org/10.1016/j.engstruct. 2013.10.012.
[18] Korol E, Tejchman J, Mróz Z. Experimental and numerical assessment of size effect in geometrically similar slender concrete beams with basalt reinforcement. Engineering Structures. 2017; https://doi.org/10.1016/j.engstruct. 2017.03.011.
[19] Bažant ZP, Planas J. Fracture and Size Effect in Concrete and Other Quasi-Brittle Materials. Boca Raton, FL, USA: CRC Press, 1998.

Received: 30.07.2025 / Artykuł wpłynął do redakcji: 30.07.2025 r.
Revised: 04.09.2025. / Otrzymano poprawiony po recenzjach: 04.09.2025 r.
Published: 21.11.2025 / Opublikowano: 21.11.2025 r.

Materiały Budowlane 11/2025, strona 01-08 (spis treści >>)

Okładka IV - FAKRO

Materiały Budowlane 11/2025, Okładka IV (spis treści >>)

Okładka III - BRUK-BET

Wejdź na stronę:

www.bruk-bet.pl

Materiały Budowlane 11/2025, Okładka III (spis treści >>)

Okładka I - iMMERBAU

Wejdź na stronę:

www.immerbau.pl

sklep.immerbau.pl

Materiały Budowlane 11/2025, Okładka I (spis treści >>)

Listopad / November 2025

e-ISSN 2449-951X

ISSN 0137-2971

Pierwotna wersja - elektroniczna

Pierwotna wersja językowa - angielska

SPIS TREŚCI / TABLE OF CONTENTS

Okładka I - iMMERBAU (reklama)
Okładka II - SOLBET Kolbuszowa (reklama)
Okładka III - BRUK-BET (reklama)
Okładka IV - FAKRO (reklama)

SCIENCE IN CONSTRUCTION – SELECTED PROBLEMS / NAUKA W BUDOWNICTWIE – WYBRANE PROBLEMY

E. Korol, A. Jenta, O. A. Chaudhari, M. Wójcik – Experimental investigation of concrete beams under bending, manufactured with 3D additive printing technology / Badania doświadczalne zginanych belek betonowych wytworzonych techniką przyrostowego druku 3D ... 1-8
citation/cytuj: Korol E., Jenta A., Chaudhari O. A., Wójcik M. Experimental investigation of concrete beams under bending, manufactured with 3D additive printing technology. Materiały Budowlane. 2025. Volume 639. Issue 11. Pages 1-8. DOI: 10.15199/33.2025.11.01

J. Rogowski, E. Kołodziejczyk, T. Waśniewski, R. Kotynia – The active confinement of reinforced concrete columns using shape memory materials / Aktywne skrępowanie słupów żelbetowych przy użyciu materiałów z pamięcią kształtu ... 9-22
citation/cytuj: Rogowski J., Kołodziejczyk E., Waśniewski T., Kotynia R. The active confinement of reinforced concrete columns using shape memory materials. Materiały Budowlane. 2025. Volume 639. Issue 11. Pages 9-22. DOI: 10.15199/33.2025.11.02

K. Marcinczak – Modeling the point cold forming process of arch girders / Modelowanie procesu punktowego formowania na zimno dźwigarów łukowych ... 23-29
citation/cytuj: Marcinczak K. Modeling the point cold forming process of arch girders. Materiały Budowlane. 2025. Volume 639. Issue 11. Pages 23-29. DOI: 10.15199/33.2025.11.03

G. Sadowski, P. Wiliński, A. Halicka – Changes in methods for calculation of shear stress resistance at the interface between concretes cast at different times / Zmiany w metodach obliczania nośności na ścinanie w płaszczyźnie zespolenia betonów układanych w różnych terminach ... 30-40
citation/cytuj: Sadowski G., Wiliński P., Halicka A. Changes in methods for calculation of shear stress resistance at the interface between concretes cast at different times. Materiały Budowlane. 2025. Volume 639. Issue 11. Pages 30-40. DOI: 10.15199/33.2025.11.04

Z. Owsiak, A. Leks – Assessment of concrete damage in structures caused by alkali-silica reaction / Ocena uszkodzeń betonu w konstrukcjach spowodowanych reakcją alkalia-krzemionka ... 41-50
citation/cytuj: Owsiak Z., Leks A. Assessment of concrete damage in structures caused by alkali-silica reaction. Materiały Budowlane. 2025. Volume 639. Issue 11. Pages 41-50. DOI: 10.15199/33.2025.11.05

K. Schabowicz, Ł. Zawiślak, O. Kopyłow – Experimental research and finite element method (FEM) validation aluminum brackets in ventilated facades systems / Badania eksperymentalne i walidacja MES konsoli aluminiowych w elewacjach wentylowanych ... 51-58
citation/cytuj: Schabowicz K., Zawiślak Ł., Kopyłow O. Experimental research and finite element method (FEM) validation aluminum brackets in ventilated facades systems. Materiały Budowlane. 2025. Volume 639. Issue 11. Pages 51-58. DOI: 10.15199/33.2025.11.06

A. Byrdy, M. Rembiś – Changes in the strength of sandstone cladding panels under environmental influences / Zmiana wytrzymałości płyt elewacyjnych z piaskowca pod wpływem oddziaływania środowiska ... 59-68
citation/cytuj: Byrdy A., Rembiś M. Changes in the strength of sandstone cladding panels under environmental influences. Materiały Budowlane. 2025. Volume 639. Issue 11. Pages 59-68. DOI: 10.15199/33.2025.11.07

K. Pawłowski – Analysis of thermal and humidity parameters of partitions and joints of a single-family building before and after insulation / Analiza parametrów cieplno-wilgotnościowych przegród i złączy w budynku jednorodzinnymprzed i po ociepleniu ... 69-76
citation/cytuj: Pawłowski K. Analysis of thermal and humidity parameters of partitions and joints of a single-family building before and after insulation. Materiały Budowlane. 2025. Volume 639. Issue 11. Pages 69-76. DOI: 10.15199/33.2025.11.08

B. Sędłak, M. Jakimowicz, A. Frączek, K. Kuczyński – The influence of the door threshold solution and installation accuracy on the smoke tightness of aluminium glazed fire door / Wpływ rozwiązania progowego oraz dokładności montażu na dymoszczelność drzwi przeciwpożarowych ... 77-84
citation/cytuj: Sędłak B., Jakimowicz M., Frączek A., Kuczyński K. The influence of the door threshold solution and installation accuracy on the smoke tightness of aluminium glazed fire door. Materiały Budowlane. 2025. Volume 639. Issue 11. Pages 77-84. DOI: 10.15199/33.2025.11.09

E. Nowicka – Variability of noise measurement results from technical equipment depending on the applied testing method / Zmienność wyników pomiaru hałasu od urządzeń technicznych w zależności od zastosowanej metody badawczej ... 85-93
citation/cytuj: Nowicka E. Variability of noise measurement results from technical equipment depending on the applied testing method. Materiały Budowlane. 2025. Volume 639. Issue 11. Pages 85-93. DOI: 10.15199/33.2025.11.10

D. Kasznia, T. Owerko, K. Tomaszkiewicz, M. Wrzosek, J. Pasalski – Application of the BPMN 2.0 standard in modeling information processes compliant with FIDIC Contract Conditions / Wykorzystanie standardu BPMN 2.0 w modelowaniu procesów informacyjnych zgodnych z Warunkami Kontraktu FIDIC ... 94-108
citation/cytuj: Kasznia D., Owerko T., Tomaszkiewicz K., Wrzosek M., Pasalski J. Application of the BPMN 2.0 standard in modeling information processes compliant with FIDIC Contract Conditions. Materiały Budowlane. 2025. Volume 639. Issue 11. Pages 94-108. DOI: 10.15199/33.2025.11.11

ENGINEERING OF CONSTRUCTION PROJECTS / INŻYNIERIA PRZEDSIĘWZIĘĆ BUDOWLANYCH

A. Radziejowska, W. Ciepłucha, M. Majta – CDE platforms as an element of the digital transformation of construction / Platformy CDE jako element cyfrowej transformacji budownictwa ... 109-124
citation/cytuj: Radziejowska A., Ciepłucha W., Majta M. CDE platforms as an element of the digital transformation of construction. Materiały Budowlane. 2025. Volume 639. Issue 11. Pages 109-124. DOI: 10.15199/33.2025.11.12

R. A. Domański – Digital twins in construction/Cyfrowe bliźniaki w budownictwie ... 125-133
citation/cytuj: Domański R. A. Digital twins in construction. Materiały Budowlane. 2025. Volume 639. Issue 11. Pages 125-133. DOI: 10.15199/33.2025.11.13

M. Major, J. Kalinowski, M. Kosiń – Characteristics of selected mechanical parameters of the resin-based conglomerate / Charakterystyka wybranych parametrów mechanicznych konglomeratu na osnowie żywicznej ... 134-142
citation/cytuj: Major M., Kalinowski J., Kosiń M. Characteristics of selected mechanical parameters of the resin-based conglomerate. Materiały Budowlane. 2025. Volume 639. Issue 11. Pages 134-142. DOI: 10.15199/33.2025.11.14

R. Bucoń – Expert method to support sustainable renovation decisions / Ekspercka metoda wspomagania zrównoważonych decyzji renowacyjnych ... 143-151
citation/cytuj: Bucoń R. Expert method to support sustainable renovation decisions. Materiały Budowlane. 2025. Volume 639. Issue 11. Pages 143-151. DOI: 10.15199/33.2025.11.15

D. Pawluś, A. Radziejowska, A. Jędzura – The application for crane selection as an educational and practical tool in construction / Aplikacja do doboru żurawi jako narzędzie dydaktyczne i praktyczne w budownictwie ... 152-161
citation/cytuj: Pawluś D., Radziejowska A., Jędzura A. The application for crane selection as an educational and practical tool in construction. Materiały Budowlane. 2025. Volume 639. Issue 11. Pages 152-161. DOI: 10.15199/33.2025.11.16

A. Kysiak – Analysis of design and execution deficiencies in roof trusses / Analiza błędów projektowych i wykonawczych więźb dachowych ... 162-171
citation/cytuj: Kysiak A. Analysis of design and execution deficiencies in roof trusses. Materiały Budowlane. 2025. Volume 639. Issue 11. Pages 162-171. DOI: 10.15199/33.2025.11.17

A. Mach – Local environmental impact categories in the life cycle assessment of geotechnical works / Lokalne kategorie wpływu środowiskowego w ocenie cyklu życia robót geotechnicznych ... 172-179
citation/cytuj: Mach A. Local environmental impact categories in the life cycle assessment of geotechnical works. Materiały Budowlane. 2025. Volume 639. Issue 11. Pages 172-179. DOI: 10.15199/33.2025.11.18

A. Stępień – Application of a geochemical modeling code to the analysis of the phase composition of silicate bricks / Zastosowanie kodu modelowania geochemicznego do analizy składu fazowego cegieł silikatowych ... 180-185
citation/cytuj: Stępień A. Application of a geochemical modeling code to the analysis of the phase composition of silicate bricks. Materiały Budowlane. 2025. Volume 639. Issue 11. Pages 180-185. DOI: 10.15199/33.2025.11.19

RECTOR (reklama)

NOWOCZESNA PREFABRYKACJA BETONOWA

B. Witkowski, K. Schabowicz – Analiza cieplno-wilgotnościowa innowacyjnej prefabrykowanej ściany trójwarstwowej ... 187

Prefabrykaty betonowe o wszechstronnym zastosowaniu (artykuł sponsorowany) ... 191

A. Siemińska-Lewandowska, E. Szmigiera, P. Woyciechowski – Prefabrykowane segmenty obudowy tunelu z hybrydowym zbrojeniem rozproszonym ... 193

ARBOCEL® P (reklama)

NOWOCZESNA PREFABRYKACJA BETONOWA

Partner działu: