Hidroxipropil metilzelulosa (HPMC) dosi desberdinek 3D inprimatzeko morteroaren inprimagarritasunean, propietate erreologikoetan eta propietate mekanikoetan duten eragina aztertuz, HPMCren dosi egokia eztabaidatu zen, eta bere eragin-mekanismoa aztertu zen morfologia mikroskopikoarekin konbinatuta. Emaitzek erakusten dute morteroaren fluidotasuna gutxitzen dela HPMCren edukia handitzen den heinean, hau da, estrusagarritasuna gutxitzen dela HPMCren edukia handitzen den heinean, baina fluidotasuna atxikitzeko gaitasuna hobetzen da. Estrusagarritasuna; forma atxikitzeko tasa eta pisu propioaren peko sartze-erresistentzia nabarmen handitzen dira HPMCren edukia handitzen den heinean, hau da, HPMCren edukia handitzen den heinean, pilatzeko gaitasuna hobetzen da eta inprimatzeko denbora luzatzen da; erreologiaren ikuspuntutik, HPMCren edukia handitzen den heinean, lohiaren biskositate agerikoa, etekin-tentsioa eta biskositate plastikoa nabarmen handitu ziren, eta pilatzeko gaitasuna hobetu zen; tixotropia lehenik handitu egin zen eta gero gutxitu egin zen HPMCren edukia handitzen den heinean, eta inprimatzeko gaitasuna hobetu zen; HPMC edukia handitzeak gehiegi handitzen badu, morteroaren porositatea eta erresistentzia handitu egingo dira. Gomendagarria da HPMC edukia ez dela % 0,20 baino handiagoa izan behar.
Azken urteotan, 3D inprimaketaren (gehigarrizko fabrikazioa bezala ere ezagutzen dena) teknologia azkar garatu da eta asko erabili da hainbat arlotan, hala nola bioingeniaritzan, aeroespazialki eta sorkuntza artistikoan. 3D inprimaketa teknologiaren molde gabeko prozesuak asko hobetu du materiala eta egitura-diseinuaren malgutasunak eta bere eraikuntza-metodo automatizatuak ez dute soilik langileak asko aurrezten, baita ingurune gogorretan eraikuntza-proiektuetarako egokia ere. 3D inprimaketa teknologiaren eta eraikuntza-arloaren konbinazioa berritzailea eta itxaropentsua da. Gaur egun, zementuzko materialen 3D inprimaketaren prozesu adierazgarria estrusio-pilaketa prozesua (kontura-prozesua kontura-lanketa barne) eta hormigoizko inprimaketa eta hauts-lotura prozesua (D formako prozesua) dira. Horien artean, estrusio-pilaketa prozesuak abantaila hauek ditu: hormigoizko moldeaketa-prozesu tradizionalarekiko alde txikia, tamaina handiko osagaien bideragarritasun handia eta eraikuntza-kostuak. Abantaila txikiagoa zementuzko materialen 3D inprimaketa teknologiaren egungo ikerketa-gune beroa bihurtu da.
3D inprimaketarako "tinta-material" gisa erabiltzen diren zementuzko materialen errendimendu-eskakizunak desberdinak dira zementuzko materialen errendimendu orokorretik: alde batetik, zementuzko materialen funtzionaltasunerako baldintza batzuk daude, eta eraikuntza-prozesuak estrusio leunaren baldintzak bete behar ditu. Bestetik, estrusiozko zementuzko materiala pilagarria izan behar da, hau da, ez da nabarmen eroriko edo deformatuko bere pisuaren eta goiko geruzaren presioaren eraginpean. Gainera, 3D inprimaketaren laminazio-prozesuak geruzen arteko geruzak sortzen ditu. Geruzen arteko interfazearen eremuaren propietate mekaniko onak bermatzeko, 3D inprimaketa-eraikuntza-materialek atxikimendu ona ere izan behar dute. Laburbilduz, estrusioaren, pilatzearen eta atxikimendu handiaren diseinua aldi berean diseinatzen da. Zementuzko materialak 3D inprimaketa-teknologia eraikuntza-arloan aplikatzeko baldintzetako bat dira. Zementuzko materialen hidratazio-prozesua eta propietate erreologikoak doitzea bi modu garrantzitsu dira aipatutako inprimatze-errendimendua hobetzeko. Zementuzko materialen hidratazio-prozesuaren doikuntza Zaila da ezartzea, eta erraz sor daitezke hodi-blokeoak bezalako arazoak; eta propietate erreologikoen erregulazioak inprimatze-prozesuan zehar fluidotasuna eta estrusio-moldeaketa egin ondoren egituratze-abiadura mantendu behar ditu. Gaur egungo ikerketan, biskositate-aldatzaileak, mineral-nahasketak, nanobuztinak eta abar erabiltzen dira maiz zementuzko materialen propietate erreologikoak doitzeko, inprimatze-errendimendu hobea lortzeko.
Hidroxipropil metilzelulosa (HPMC) polimero loditzaile arrunta da. Kate molekularreko hidroxilo eta eter loturak ur librearekin konbina daitezke hidrogeno loturen bidez. Hormigoian sartzeak eraginkortasunez hobetu dezake bere kohesioa eta ur atxikipena. Gaur egun, HPMC-k zementu-oinarritutako materialen propietateetan duen eraginari buruzko ikerketa batez ere fluidotasunean, ur atxikipenean eta erreologian duen eraginari buruzkoa da, eta ikerketa gutxi egin dira 3D inprimatzeko zementu-oinarritutako materialen propietateei buruz (esaterako, estrusagarritasuna, pilatzeko gaitasuna, etab.). Gainera, 3D inprimaketarako estandar uniformerik ez dagoenez, zementu-oinarritutako materialen inprimagarritasunaren ebaluazio-metodoa ez da oraindik ezarri. Materialaren pilatzeko gaitasuna deformazio esanguratsua duten inprima daitezkeen geruzen kopuruaren edo inprimatzeko altuera maximoaren arabera ebaluatzen da. Goiko ebaluazio-metodoek subjektibotasun handia, unibertsaltasun eskasa eta prozesu astuna dute. Errendimenduaren ebaluazio-metodoak potentzial eta balio handia du ingeniaritza-aplikazioan.
Artikulu honetan, HPMC dosi desberdinak sartu dira zementu-oinarritutako materialetan morteroaren inprimagarritasuna hobetzeko, eta HPMC dosiak 3D inprimatzeko morteroaren propietateetan dituen efektuak ebaluatu dira inprimagarritasuna, propietate erreologikoak eta propietate mekanikoak aztertuz. Fluidotasuna bezalako propietateetan oinarrituta Ebaluazioaren emaitzetan oinarrituta, HPMC kantitate optimoarekin nahastutako morteroa hautatu da inprimaketa egiaztatzeko, eta inprimatutako entitatearen parametro garrantzitsuak probatu dira; laginaren morfologia mikroskopikoaren azterketan oinarrituta, inprimatzeko materialaren errendimenduaren bilakaeraren barne mekanismoa aztertu da. Aldi berean, 3D inprimatzeko zementu-oinarritutako materiala ezarri da. Inprimagarritasunaren errendimenduaren ebaluazio metodo integral bat, 3D inprimaketa teknologiaren aplikazioa sustatzeko eraikuntza arloan.
Argitaratze data: 2022ko irailaren 27a