Proučavanjem utjecaja različitih doza hidroksipropil metilceluloze (HPMC) na mogućnost štampanja, reološka svojstva i mehanička svojstva maltera za 3D štampanje, razmatrana je odgovarajuća doza HPMC-a, a mehanizam njenog utjecaja analiziran je u kombinaciji s mikroskopskom morfologijom. Rezultati pokazuju da se fluidnost maltera smanjuje s povećanjem sadržaja HPMC-a, odnosno da se ekstrudabilnost smanjuje s povećanjem sadržaja HPMC-a, ali se sposobnost zadržavanja fluidnosti poboljšava. Ekstrudabilnost, brzina zadržavanja oblika i otpornost na prodiranje pod vlastitom težinom značajno se povećavaju s povećanjem sadržaja HPMC-a, odnosno da se s povećanjem sadržaja HPMC-a poboljšava slaganje i produžava vrijeme štampanja; sa stanovišta reologije, s povećanjem sadržaja HPMC-a, prividna viskoznost, granica tečenja i plastična viskoznost suspenzije značajno se povećavaju, a slaganje se poboljšava; tiksotropija se prvo povećava, a zatim smanjuje s povećanjem sadržaja HPMC-a, a mogućnost štampanja se poboljšava; Povećanje sadržaja HPMC-a. Previsok sadržaj će uzrokovati povećanje poroznosti maltera i čvrstoće. Preporučuje se da sadržaj HPMC-a ne prelazi 0,20%.
Posljednjih godina, tehnologija 3D printanja (poznata i kao "aditivna proizvodnja") se brzo razvila i široko se koristi u mnogim oblastima kao što su bioinženjering, vazduhoplovstvo i umjetničko stvaralaštvo. Proces 3D printanja bez kalupa značajno je poboljšao materijale i fleksibilnost strukturnog dizajna i njegova automatizirana metoda gradnje ne samo da uveliko štede radnu snagu, već su i pogodne za građevinske projekte u različitim teškim okruženjima. Kombinacija 3D printanja i građevinskog polja je inovativna i obećavajuća. Trenutno, materijali na bazi cementa su 3D reprezentativni procesi printanja ekstruzijom (uključujući proces konturnog oblikovanja) i proces printanja betona i lijepljenja prahom (D-oblikovani proces). Među njima, proces ekstruzijskog slaganja ima prednosti male razlike u odnosu na tradicionalni proces kalupljenja betona, visoke izvodljivosti komponenti velikih dimenzija i troškova gradnje. Inferiorna prednost postala je trenutna istraživačka žarišta tehnologije 3D printanja materijala na bazi cementa.
Za materijale na bazi cementa koji se koriste kao "materijali za tintu" za 3D printanje, njihovi zahtjevi u pogledu performansi razlikuju se od onih za opće materijale na bazi cementa: s jedne strane, postoje određeni zahtjevi za obradivost svježe pomiješanih materijala na bazi cementa, a proces izgradnje mora ispunjavati zahtjeve glatke ekstruzije. S druge strane, ekstrudirani materijal na bazi cementa mora biti složiv, odnosno da se neće značajno urušavati ili deformirati pod djelovanjem vlastite težine i pritiska gornjeg sloja. Osim toga, proces laminiranja 3D printanja osigurava da slojevi između slojeva budu dobro prianjajući kako bi se osigurala dobra mehanička svojstva međuslojnog spoja, građevinski materijali za 3D printanje također trebaju imati dobro prianjanje. Ukratko, dizajn ekstrudiranja, slaganja i visokog prianjanja se dizajnira istovremeno. Materijali na bazi cementa su jedan od preduslova za primjenu 3D tehnologije printanja u području građevinarstva. Podešavanje procesa hidratacije i reoloških svojstava cementnih materijala su dva važna načina za poboljšanje gore navedenih performansi printanja. Podešavanje procesa hidratacije cementnih materijala je teško implementirati i lako može uzrokovati probleme poput začepljenja cijevi; a regulacija reoloških svojstava zahtijeva održavanje fluidnosti tokom procesa štampanja i brzine strukturiranja nakon ekstruzijskog oblikovanja. U trenutnim istraživanjima, modifikatori viskoznosti, mineralni dodaci, nanogline itd. često se koriste za podešavanje reoloških svojstava materijala na bazi cementa kako bi se postigle bolje performanse štampanja.
Hidroksipropil metilceluloza (HPMC) je uobičajeni zgušnjivač polimera. Hidroksilne i eterske veze na molekularnom lancu mogu se kombinirati sa slobodnom vodom putem vodikovih veza. Uvođenjem u beton može se efikasno poboljšati njegova kohezija i zadržavanje vode. Trenutno se istraživanje utjecaja HPMC-a na svojstva materijala na bazi cementa uglavnom fokusira na njegov utjecaj na fluidnost, zadržavanje vode i reologiju, a malo je istraživanja provedeno o svojstvima materijala na bazi cementa dobivenih 3D printanjem (kao što su ekstrudiranje, slaganje itd.). Osim toga, zbog nedostatka jedinstvenih standarda za 3D printanje, metoda procjene mogućnosti printanja materijala na bazi cementa još nije uspostavljena. Mogućnost slaganja materijala procjenjuje se brojem slojeva za printanje sa značajnom deformacijom ili maksimalnom visinom printanja. Gore navedene metode procjene podložne su visokoj subjektivnosti, slaboj univerzalnosti i glomaznom procesu. Metoda procjene performansi ima veliki potencijal i vrijednost u inženjerskoj primjeni.
U ovom radu, različite doze HPMC-a su uvedene u materijale na bazi cementa kako bi se poboljšala štampa maltera, a efekti doziranja HPMC-a na svojstva maltera za 3D štampanje su sveobuhvatno procijenjeni proučavanjem štampanja, reoloških svojstava i mehaničkih svojstava. Na osnovu svojstava kao što su fluidnost. Na osnovu rezultata evaluacije, malter pomiješan sa optimalnom količinom HPMC-a je odabran za verifikaciju štampanja, a relevantni parametri štampanog entiteta su testirani; na osnovu proučavanja mikroskopske morfologije uzorka, istražen je unutrašnji mehanizam evolucije performansi materijala za štampanje. Istovremeno, uspostavljen je materijal na bazi cementa za 3D štampanje. Sveobuhvatna metoda evaluacije performansi štampanja kako bi se promovisala primjena 3D tehnologije štampanja u oblasti građevinarstva.
Vrijeme objave: 27. septembar 2022.