Вывучаючы ўплыў розных доз гідраксіпрапілметылцэлюлозы (ГПМЦ) на друкавальнасць, рэалагічныя ўласцівасці і механічныя ўласцівасці раствора для 3D-друку, была абмеркавана адпаведная доза ГПМЦ, і механізм яе ўплыву быў прааналізаваны ў спалучэнні з мікраскапічнай марфалогіяй. Вынікі паказваюць, што цякучасць раствора памяншаецца са павелічэннем утрымання ГПМЦ, гэта значыць экструдируемость памяншаецца са павелічэннем утрымання ГПМЦ, але здольнасць да захавання цякучасці паляпшаецца. Экструдируемость, хуткасць захавання формы і супраціў пранікненню пад уласнай вагой значна павялічваюцца са павелічэннем утрымання ГПМЦ, гэта значыць са павелічэннем утрымання ГПМЦ паляпшаецца штабелируемость і падаўжаецца час друку; з пункту гледжання рэалогіі, са павелічэннем утрымання ГПМЦ значна павялічваюцца бачная глейкасць, мяжа цякучасці і пластычная глейкасць суспензіі, а штабелируемость паляпшаецца; тыксатропія спачатку павялічвалася, а затым памяншалася са павелічэннем утрымання ГПМЦ, і друкавальнасць паляпшалася; Павялічанае ўтрыманне ГПМЦ. Занадта высокае ўтрыманне прывядзе да павелічэння сітаватасці раствора і зніжэння трываласці. Рэкамендуецца, каб утрыманне ГПМЦ не перавышала 0,20%.
У апошнія гады тэхналогія 3D-друку (таксама вядомая як «адытыўная вытворчасць») хутка развівалася і шырока выкарыстоўвалася ў многіх галінах, такіх як біяінжынерыя, аэракасмічная прамысловасць і мастацкая творчасць. Працэс 3D-друку без формы значна палепшыў матэрыялы, а гнуткасць канструкцыйнага праектавання і аўтаматызаваны метад будаўніцтва не толькі значна эканоміць працоўную сілу, але і падыходзяць для будаўнічых праектаў у розных складаных умовах. Спалучэнне тэхналогіі 3D-друку і будаўнічай галіны з'яўляецца інавацыйным і перспектыўным. У цяперашні час тыповымі працэсамі 3D-друку на цэментных матэрыялах з'яўляюцца працэс экструзійнага кладкі (у тым ліку контурны працэс контурнага вырабу) і працэс друку бетону і парашковага злучэння (D-вобразны працэс). Сярод іх працэс экструзійнага кладкі мае перавагі невялікага адрозненне ад традыцыйнага працэсу ліцця бетону, высокай рэалізаванасці кампанентаў вялікіх памераў і выдаткаў на будаўніцтва. Недахопам стала бягучая даследчая гарачая кропка тэхналогіі 3D-друку на цэментных матэрыялах.
Патрабаванні да эксплуатацыйных характарыстык цэментных матэрыялаў, якія выкарыстоўваюцца ў якасці «чарнільных матэрыялаў» для 3D-друку, адрозніваюцца ад патрабаванняў да эксплуатацыйных характарыстык звычайных цэментных матэрыялаў: з аднаго боку, існуюць пэўныя патрабаванні да апрацоўванасці свежазмяшаных цэментных матэрыялаў, і працэс будаўніцтва павінен адпавядаць патрабаванням гладкай экструзіі. З іншага боку, экструдаваны цэментны матэрыял павінен быць штабеляваным, гэта значыць, ён не павінен значна руйнавацца або дэфармавацца пад дзеяннем уласнай вагі і ціску верхняга пласта. Акрамя таго, працэс ламінавання 3D-друку забяспечвае добрыя механічныя ўласцівасці міжслаёвай зоны інтэрфейсу, а будаўнічыя матэрыялы, якія выкарыстоўваюцца для 3D-друку, павінны мець добрую адгезію. Карацей кажучы, адначасова распрацоўваюцца характарыстыкі экструдавання, штабеляванасці і высокай адгезіі. Цэментныя матэрыялы з'яўляюцца адной з перадумоў прымянення тэхналогіі 3D-друку ў будаўніцтве. Рэгуляванне працэсу гідратацыі і рэалагічных уласцівасцей цэментных матэрыялаў - два важныя спосабы паляпшэння вышэйзгаданых характарыстык друку. Рэгуляванне працэсу гідратацыі цэментных матэрыялаў складана рэалізаваць і лёгка выклікаць такія праблемы, як закаркаванне труб; а рэгуляванне рэалагічных уласцівасцей павінна падтрымліваць цякучасць падчас працэсу друку і хуткасць структуравання пасля экструзійнага фармавання. У сучасных даследаваннях для рэгулявання рэалагічных уласцівасцей цэментных матэрыялаў з мэтай дасягнення лепшых вынікаў друку часта выкарыстоўваюцца мадыфікатары глейкасці, мінеральныя дабаўкі, нанагліны і г.д.
Гідраксіпрапілметылцэлюлоза (ГПМЦ) — распаўсюджаны палімерны загушчальнік. Гідраксільныя і эфірныя сувязі ў малекулярным ланцугу могуць злучацца са свабоднай вадой праз вадародныя сувязі. Увядзенне ГПМЦ у бетон можа эфектыўна палепшыць яго кагезію і ўтрыманне вады. У цяперашні час даследаванні ўплыву ГПМЦ на ўласцівасці матэрыялаў на цэментнай аснове ў асноўным сканцэнтраваны на яе ўплыве на цякучасць, утрыманне вады і рэалогію, і мала даследаванняў было праведзена ўласцівасцям матэрыялаў на цэментнай аснове, атрыманых пры 3D-друку (такім як экструдируемость, штабелируемость і г.д.). Акрамя таго, з-за адсутнасці адзіных стандартаў для 3D-друку метад ацэнкі друкаванай прыдатнасці матэрыялаў на цэментнай аснове яшчэ не распрацаваны. Штабелируемость матэрыялу ацэньваецца па колькасці друкаваных слаёў са значнай дэфармацыяй або максімальнай вышыні друку. Вышэйзгаданыя метады ацэнкі схільныя да высокай суб'ектыўнасці, нізкай універсальнасці і складанасці працэсу. Метад ацэнкі прадукцыйнасці мае вялікі патэнцыял і каштоўнасць у інжынерным прымяненні.
У гэтай працы розныя дозы ГПМЦ былі ўведзены ў матэрыялы на цэментнай аснове для паляпшэння друкаванасці раствора, і ўплыў дозы ГПМЦ на ўласцівасці раствора для 3D-друку быў усебакова ацэнены шляхам вывучэння друкаванасці, рэалагічных і механічных уласцівасцей. На падставе такіх уласцівасцей, як цякучасць, быў абраны раствор, змяшаны з аптымальнай колькасцю ГПМЦ, для праверкі друку, і былі пратэставаны адпаведныя параметры друкаванага аб'екта; на падставе вывучэння мікраскапічнай марфалогіі ўзору быў даследаваны ўнутраны механізм змены характарыстык друкаванага матэрыялу. Адначасова быў распрацаваны цэментны матэрыял для 3D-друку. Распрацаваны комплексны метад ацэнкі друкаваных характарыстык з мэтай садзейнічання прымяненню тэхналогіі 3D-друку ў галіне будаўніцтва.
Час публікацыі: 27 верасня 2022 г.