Hidroksipropil metilsellülozanın (HPMC) müxtəlif dozalarının 3D çap məhlulunun çap qabiliyyətinə, reoloji xüsusiyyətlərinə və mexaniki xüsusiyyətlərinə təsirini öyrənməklə HPMC-nin müvafiq dozası müzakirə edildi və onun təsir mexanizmi mikroskopik morfologiya ilə birlikdə təhlil edildi. Nəticələr göstərir ki, məhlulun axıcılığı HPMC tərkibinin artması ilə azalır, yəni HPMC tərkibinin artması ilə ekstruziya qabiliyyəti azalır, lakin axıcılığı saxlamaq qabiliyyəti yaxşılaşır. Ekstruziya qabiliyyəti; forma saxlama sürəti və öz-özünə çəkilmə altında nüfuzetmə müqaviməti HPMC tərkibinin artması ilə əhəmiyyətli dərəcədə artır, yəni HPMC tərkibinin artması ilə yığılma qabiliyyəti yaxşılaşır və çap müddəti uzanır; reologiya baxımından, HPMC tərkibinin artması ilə məhlulun görünən özlülüyü, çıxma gərginliyi və plastik özlülüyü əhəmiyyətli dərəcədə artdı və yığılma qabiliyyəti yaxşılaşdı; tiksotropiya əvvəlcə HPMC tərkibinin artması ilə artdı, sonra azaldı və çap qabiliyyəti yaxşılaşdı; HPMC tərkibinin artması Həddindən artıq yüksək olması məhlulun məsaməliliyinin artmasına və möhkəmliyinin artmasına səbəb olacaq. HPMC tərkibinin 0,20%-dən çox olmaması tövsiyə olunur.
Son illərdə 3D çap (həmçinin "əlavə istehsal" kimi tanınır) texnologiyası sürətlə inkişaf etmiş və biomühəndislik, aerokosmik və bədii yaradıcılıq kimi bir çox sahələrdə geniş istifadə edilmişdir. 3D çap texnologiyasının qəlibsiz prosesi materialı və struktur dizaynının elastikliyini və avtomatlaşdırılmış tikinti metodunu xeyli yaxşılaşdırmışdır. Struktur dizaynının çevikliyini və avtomatlaşdırılmış tikinti metodunu təkcə işçi qüvvəsini əhəmiyyətli dərəcədə qənaət etməklə yanaşı, müxtəlif sərt mühitlərdə tikinti layihələri üçün də uyğundur. 3D çap texnologiyası ilə tikinti sahəsinin birləşməsi innovativ və perspektivlidir. Hazırda sement əsaslı materiallar 3D çapın nümayəndəli prosesi ekstruziya yığma prosesi (kontur prosesi kontur sənətkarlığı daxil olmaqla) və beton çap və toz yapışdırma prosesidir (D formalı proses). Bunların arasında ekstruziya yığma prosesi ənənəvi beton qəlibləmə prosesindən kiçik fərq, böyük ölçülü komponentlərin yüksək mümkünlüyü və tikinti xərcləri kimi üstünlüklərə malikdir. Aşağı üstünlük sement əsaslı materialların 3D çap texnologiyasının hazırkı tədqiqat nöqtələrinə çevrilmişdir.
3D çap üçün "mürəkkəb materialları" kimi istifadə edilən sement əsaslı materiallar üçün onların performans tələbləri ümumi sement əsaslı materialların performans tələblərindən fərqlidir: bir tərəfdən, təzə qarışdırılmış sement əsaslı materialların işləmə qabiliyyəti üçün müəyyən tələblər mövcuddur və tikinti prosesi hamar ekstruziya tələblərinə cavab verməlidir. Digər tərəfdən, ekstruziya edilmiş sement əsaslı material yığıla bilən olmalıdır, yəni öz çəkisi və üst təbəqənin təzyiqi təsiri altında çökməyəcək və ya əhəmiyyətli dərəcədə deformasiyaya uğramacaq. Bundan əlavə, 3D çapın laminasiya prosesi təbəqələr arasındakı təbəqələri təmin edir. Təbəqələrarası interfeys sahəsinin yaxşı mexaniki xüsusiyyətlərini təmin etmək üçün 3D çap tikinti materiallarının da yaxşı yapışması olmalıdır. Xülasə, ekstruziya, yığıla bilmə və yüksək yapışma dizaynı eyni zamanda hazırlanır. Sement əsaslı materiallar tikinti sahəsində 3D çap texnologiyasının tətbiqi üçün ilkin şərtlərdən biridir. Sement əsaslı materialların hidratasiya prosesini və reoloji xüsusiyyətlərini tənzimləmək yuxarıdakı çap performansını yaxşılaşdırmağın iki vacib yoludur. Sement əsaslı materialların hidratasiya prosesinin tənzimlənməsi Bunu həyata keçirmək çətindir və boruların tıxanması kimi problemlərə səbəb olmaq asandır; reoloji xüsusiyyətlərin tənzimlənməsi çap prosesi zamanı axıcılığı və ekstruziya qəlibləməsindən sonra strukturlaşma sürətini qorumalıdır. Hazırkı tədqiqatlarda daha yaxşı çap performansına nail olmaq üçün sement əsaslı materialların reoloji xüsusiyyətlərini tənzimləmək üçün tez-tez özlülük modifikatorları, mineral qarışıqlar, nanokillər və s. istifadə olunur.
Hidroksipropil metilsellüloza (HPMC) geniş yayılmış polimer qatılaşdırıcısıdır. Molekulyar zəncirdəki hidroksil və efir rabitələri hidrogen rabitələri vasitəsilə sərbəst su ilə birləşdirilə bilər. Onu betona daxil etmək onun yapışmasını və suyun saxlanmasını effektiv şəkildə yaxşılaşdıra bilər. Hazırda HPMC-nin sement əsaslı materialların xüsusiyyətlərinə təsiri ilə bağlı tədqiqatlar əsasən onun axıcılığa, suyun saxlanmasına və reologiyasına təsirinə yönəlib və 3D çap sement əsaslı materialların xüsusiyyətləri (məsələn, ekstruziya qabiliyyəti, yığılma qabiliyyəti və s.) üzrə az tədqiqat aparılıb. Bundan əlavə, 3D çap üçün vahid standartların olmaması səbəbindən sement əsaslı materialların çap qabiliyyətinin qiymətləndirilməsi metodu hələ müəyyən edilməyib. Materialın yığılma qabiliyyəti əhəmiyyətli deformasiyaya malik çap edilə bilən təbəqələrin sayı və ya maksimum çap hündürlüyü ilə qiymətləndirilir. Yuxarıda göstərilən qiymətləndirmə metodları yüksək subyektivliyə, zəif universallığa və çətin prosesə məruz qalır. Performans qiymətləndirmə metodu mühəndislik tətbiqində böyük potensiala və dəyərə malikdir.
Bu məqalədə, məhlulun çap qabiliyyətini artırmaq üçün sement əsaslı materiallara müxtəlif dozalarda HPMC daxil edilmiş və HPMC dozasının 3D çap məhlulunun xüsusiyyətlərinə təsiri çap qabiliyyəti, reoloji xüsusiyyətləri və mexaniki xüsusiyyətləri öyrənilməklə hərtərəfli qiymətləndirilmişdir. Axıcılıq kimi xüsusiyyətlərə əsasən Qiymətləndirmə nəticələrinə əsasən, çap yoxlaması üçün optimal miqdarda HPMC ilə qarışdırılmış məhlul seçilmiş və çap olunmuş varlığın müvafiq parametrləri sınaqdan keçirilmişdir; nümunənin mikroskopik morfologiyasının öyrənilməsinə əsasən, çap materialının performans təkamülünün daxili mexanizmi araşdırılmışdır. Eyni zamanda, 3D çap sement əsaslı material yaradılmışdır. Tikinti sahəsində 3D çap texnologiyasının tətbiqini təşviq etmək üçün çap edilə bilən performansın hərtərəfli qiymətləndirilməsi metodu.
Yazı vaxtı: 27 sentyabr 2022