Contatti coesivi applicati a stampe 3D in calcestruzzo

3D-printed concrete is produced by the successive deposition of extruded filaments, creating interfaces between them whose characteristics influence the mechanical response of the material, which is anisotropic. The problem was studied numerically using a finite element approach and contact theory to characterize the interactions between layers. Specifically, the implemented cohesive law takes into account the coupling effects between normal and shear stresses. Additionally, this thesis compares numerical results with experimental data obtained from direct tensile, shear, compression, and flexural tests, evaluating the influence of contact properties on the overall behavior of the material.

Il calcestruzzo stampato in 3D è realizzato per deposito in successione di filamenti estrusi, tra i quali si creano delle interfacce le cui caratteristiche influenzano la risposta meccanica del materiale che risulta essere anisotropa. Il problema è stato studiato numericamente, mediante un approccio agli elementi finiti, utilizzando la teoria del contatto per caratterizzare le interazioni tra gli stati. Nello specifico la legge coesiva implementata ha permesso di tenere conto degli effetti di accoppiamento tra tensioni normali e tangenziali. In questa tesi si sono inoltre confrontati i risultati numerici con dati sperimentali ottenuti tramite prove a trazione diretta, taglio, compressione e flessione, valutando l’influenza che le proprietà del contatto hanno sul comportamento globale del materiale.