Ved at studere effekten af forskellige doseringer af hydroxypropylmethylcellulose (HPMC) på 3D-printmørtels printbarhed, reologiske egenskaber og mekaniske egenskaber, blev den passende dosering af HPMC diskuteret, og dens påvirkningsmekanisme blev analyseret kombineret med den mikroskopiske morfologi. Resultaterne viser, at mørtelens fluiditet falder med stigende HPMC-indhold, dvs. ekstruderbarheden falder med stigende HPMC-indhold, men fluiditetsbevaringsevnen forbedres. Ekstruderbarhed, formbevaringshastighed og penetrationsmodstand under egenvægt stiger signifikant med stigende HPMC-indhold, dvs. med stigende HPMC-indhold forbedres stablingsevnen, og printtiden forlænges. Fra et reologisk synspunkt steg den tilsyneladende viskositet, flydespændingen og den plastiske viskositet af opslæmningen signifikant med stigende HPMC-indhold, og stablingsevnen forbedredes. Thixotropien steg først og faldt derefter med stigende HPMC-indhold, og printbarheden forbedredes. For højt indhold af HPMC vil forårsage øget mørtelporøsitet og øget styrke. Det anbefales, at indholdet af HPMC ikke overstiger 0,20 %.
I de senere år har 3D-printteknologi (også kendt som "additiv fremstilling") udviklet sig hurtigt og er blevet bredt anvendt inden for mange områder såsom bioingeniørvidenskab, luftfart og kunstnerisk skabelse. Den støbeformfri proces inden for 3D-printteknologi har forbedret materiale- og strukturdesignets fleksibilitet betydeligt og dens automatiserede konstruktionsmetode sparer ikke kun arbejdskraft betydeligt, men er også velegnet til byggeprojekter i forskellige barske miljøer. Kombinationen af 3D-printteknologi og byggefeltet er innovativ og lovende. I øjeblikket er cementbaserede materialers 3D-printningsprocesser repræsentative ekstruderingsstablingsproces (inklusive konturprocessen, konturfremstilling) og betonprintning og pulverbindingsproces (D-formproces). Blandt disse har ekstruderingsstablingsprocessen fordelene ved lille forskel fra den traditionelle betonstøbningsproces, høj gennemførlighed af store komponenter og høje byggeomkostninger. Den ringere fordel er blevet de nuværende forskningshotspots inden for 3D-printteknologi af cementbaserede materialer.
For cementbaserede materialer, der anvendes som "blækmaterialer" til 3D-printning, er deres ydeevnekrav forskellige fra generelle cementbaserede materialers: På den ene side er der visse krav til bearbejdeligheden af friskblandede cementbaserede materialer, og byggeprocessen skal opfylde kravene til jævn ekstrudering. På den anden side skal det ekstruderede cementbaserede materiale være stabelbart, dvs. det vil sige, at det ikke vil kollapse eller deformeres væsentligt under påvirkning af sin egen vægt og trykket fra det øverste lag. Derudover gør lamineringsprocessen ved 3D-printning lagene mellem lagene. For at sikre gode mekaniske egenskaber ved mellemlagsgrænsefladeområdet bør 3D-printede byggematerialer også have god vedhæftning. Kort sagt er designet af ekstruderbarhed, stabelbarhed og høj vedhæftning designet samtidig. Cementbaserede materialer er en af forudsætningerne for anvendelsen af 3D-printteknologi inden for byggeri. Justering af hydreringsprocessen og de reologiske egenskaber af cementbaserede materialer er to vigtige måder at forbedre ovenstående printydelse på. Justering af hydreringsprocessen for cementbaserede materialer. Det er vanskeligt at implementere, og det er let at forårsage problemer såsom rørblokering. Reguleringen af de reologiske egenskaber skal opretholde fluiditeten under trykprocessen og struktureringshastigheden efter ekstruderingsstøbning. I den nuværende forskning anvendes viskositetsmodifikatorer, mineraltilsætningsstoffer, nano-ler osv. ofte til at justere de reologiske egenskaber af cementbaserede materialer for at opnå bedre trykydelse.
Hydroxypropylmethylcellulose (HPMC) er et almindeligt polymerfortykningsmiddel. Hydroxyl- og etherbindingerne på molekylkæden kan kombineres med frit vand gennem hydrogenbindinger. Indførelsen af det i beton kan effektivt forbedre dets kohæsion og vandretention. I øjeblikket fokuserer forskningen i effekten af HPMC på egenskaberne af cementbaserede materialer primært på dets effekt på fluiditet, vandretention og reologi, og der er udført lidt forskning i egenskaberne af 3D-printede cementbaserede materialer (såsom ekstruderbarhed, stabelbarhed osv.). Derudover er evalueringsmetoden for printbarhed af cementbaserede materialer endnu ikke fastlagt på grund af manglen på ensartede standarder for 3D-printning. Materialets stabelbarhed evalueres ud fra antallet af printbare lag med betydelig deformation eller den maksimale printhøjde. Ovenstående evalueringsmetoder er underlagt høj subjektivitet, dårlig universalitet og besværlige processer. Ydelsesevalueringsmetoden har stort potentiale og værdi inden for ingeniørmæssig anvendelse.
I denne artikel blev forskellige doseringer af HPMC introduceret i cementbaserede materialer for at forbedre mørtelens printbarhed, og virkningerne af HPMC-dosering på 3D-printmørtelens egenskaber blev omfattende evalueret ved at studere printbarhed, reologiske egenskaber og mekaniske egenskaber. Baseret på egenskaber som fluiditet blev mørtelen blandet med den optimale mængde HPMC valgt til printverifikation, og de relevante parametre for den printede enhed blev testet. Baseret på undersøgelsen af prøvens mikroskopiske morfologi blev den interne mekanisme for printmaterialets ydeevneudvikling udforsket. Samtidig blev det cementbaserede 3D-printmateriale etableret. En omfattende evalueringsmetode for printbarhed for at fremme anvendelsen af 3D-printteknologi inden for byggeri.
Opslagstidspunkt: 27. september 2022