Ao estudar o efecto de diferentes dosificacións de hidroxipropilmetilcelulosa (HPMC) na imprimibilidade, as propiedades reolóxicas e as propiedades mecánicas do morteiro de impresión 3D, analizouse a dosificación axeitada de HPMC e o seu mecanismo de influencia en combinación coa morfoloxía microscópica. Os resultados mostran que a fluidez do morteiro diminúe co aumento do contido de HPMC, é dicir, a extruibilidade diminúe co aumento do contido de HPMC, pero a capacidade de retención de fluidez mellora. A extruibilidade; a taxa de retención de forma e a resistencia á penetración baixo peso propio aumentan significativamente co aumento do contido de HPMC, é dicir, co aumento do contido de HPMC, a apilabilidade mellora e o tempo de impresión prolóngase; desde o punto de vista da reoloxía, co aumento do contido de HPMC, a viscosidade aparente, a tensión de cedencia e a viscosidade plástica da suspensión aumentaron significativamente, e a apilabilidade mellorou; a tixotropía primeiro aumentou e despois diminuíu co aumento do contido de HPMC, e a imprimibilidade mellorou; O contido de HPMC aumentado. Un contido demasiado alto provocará un aumento da porosidade do morteiro e da resistencia. Recoméndase que o contido de HPMC non supere o 0,20 %.
Nos últimos anos, a tecnoloxía de impresión 3D (tamén coñecida como "fabricación aditiva") desenvolveuse rapidamente e utilizouse amplamente en moitos campos como a bioenxeñaría, a aeroespacial e a creación artística. O proceso sen moldes da tecnoloxía de impresión 3D mellorou moito os materiais e a flexibilidade do deseño estrutural e o seu método de construción automatizado non só aforran moito man de obra, senón que tamén son axeitados para proxectos de construción en diversos ambientes hostiles. A combinación da tecnoloxía de impresión 3D e o campo da construción é innovadora e prometedora. Na actualidade, os materiais a base de cemento 3D O proceso representativo da impresión é o proceso de apilado por extrusión (incluído o proceso de contorno de elaboración de contornos) e o proceso de impresión de formigón e unión en po (proceso en forma de D). Entre eles, o proceso de apilado por extrusión ten as vantaxes dunha pequena diferenza con respecto ao proceso tradicional de moldeo de formigón, unha alta viabilidade de compoñentes de gran tamaño e custos de construción. A vantaxe inferior converteuse nos actuais puntos de interese na investigación da tecnoloxía de impresión 3D de materiais a base de cemento.
Para os materiais a base de cemento empregados como "materiais de tinta" para a impresión 3D, os seus requisitos de rendemento son diferentes dos dos materiais a base de cemento xerais: por unha banda, existen certos requisitos para a traballabilidade dos materiais a base de cemento recentemente mesturados e o proceso de construción debe cumprir os requisitos dunha extrusión suave. Por outra banda, o material a base de cemento extruído debe ser apilable, é dicir, non colapsará nin se deformará significativamente baixo a acción do seu propio peso e a presión da capa superior. Ademais, o proceso de laminación da impresión 3D fai que as capas entre capas sexan perfectas. Para garantir as boas propiedades mecánicas da área de interface intercapa, os materiais de construción de impresión 3D tamén deben ter unha boa adhesión. En resumo, o deseño da extrusibilidade, a apilabilidade e a alta adhesión deséñase ao mesmo tempo. Os materiais a base de cemento son un dos requisitos previos para a aplicación da tecnoloxía de impresión 3D no campo da construción. Axustar o proceso de hidratación e as propiedades reolóxicas dos materiais cementicios son dúas formas importantes de mellorar o rendemento de impresión mencionado anteriormente. Axuste do proceso de hidratación de materiais cementosos É difícil de implementar e pode causar problemas como o bloqueo de tubaxes; e a regulación das propiedades reolóxicas necesita manter a fluidez durante o proceso de impresión e a velocidade de estruturación despois do moldeo por extrusión. Na investigación actual, os modificadores de viscosidade, as aditivas minerais, as nanoarxilas, etc. úsanse a miúdo para axustar as propiedades reolóxicas dos materiais a base de cemento para lograr un mellor rendemento de impresión.
A hidroxipropilmetilcelulosa (HPMC) é un espesante polimérico común. As pontes hidroxilo e éter na cadea molecular pódense combinar coa auga libre a través de pontes de hidróxeno. A súa introdución no formigón pode mellorar eficazmente a súa cohesión e retención de auga. Na actualidade, a investigación sobre o efecto da HPMC nas propiedades dos materiais a base de cemento céntrase principalmente no seu efecto na fluidez, a retención de auga e a reoloxía, e realizouse pouca investigación sobre as propiedades da impresión 3D de materiais a base de cemento (como a extruibilidade, a apilabilidade, etc.). Ademais, debido á falta de estándares uniformes para a impresión 3D, aínda non se estableceu o método de avaliación da imprimibilidade dos materiais a base de cemento. A apilabilidade do material avalíase polo número de capas imprimibles con deformación significativa ou a altura máxima de impresión. Os métodos de avaliación anteriores están suxeitos a unha alta subxectividade, unha pouca universalidade e un proceso complicado. O método de avaliación do rendemento ten un gran potencial e valor na aplicación da enxeñaría.
Neste artigo, introducíronse diferentes dosificacións de HPMC en materiais a base de cemento para mellorar a imprimibilidade do morteiro e avaliáronse exhaustivamente os efectos da dosificación de HPMC nas propiedades do morteiro de impresión 3D mediante o estudo da imprimibilidade, as propiedades reolóxicas e as propiedades mecánicas. En función de propiedades como a fluidez, seleccionouse o morteiro mesturado coa cantidade óptima de HPMC para a verificación da impresión e probáronse os parámetros relevantes da entidade impresa; con base no estudo da morfoloxía microscópica da mostra, explorou o mecanismo interno da evolución do rendemento do material de impresión. Ao mesmo tempo, estableceuse o material a base de cemento para impresión 3D. Un método de avaliación exhaustivo do rendemento imprimible para promover a aplicación da tecnoloxía de impresión 3D no campo da construción.
Data de publicación: 27 de setembro de 2022