Proučavanjem utjecaja različitih doza hidroksipropil metilceluloze (HPMC) na ispisivost, reološka svojstva i mehanička svojstva morta za 3D ispis, raspravljalo se o odgovarajućoj dozi HPMC-a, a mehanizam njezina utjecaja analiziran je u kombinaciji s mikroskopskom morfologijom. Rezultati pokazuju da se fluidnost morta smanjuje s povećanjem udjela HPMC-a, odnosno da se ekstrudabilnost smanjuje s povećanjem udjela HPMC-a, ali se sposobnost zadržavanja fluidnosti poboljšava. Ekstrudabilnost, brzina zadržavanja oblika i otpornost na prodiranje pod vlastitom težinom značajno se povećavaju s povećanjem udjela HPMC-a, odnosno da se s povećanjem udjela HPMC-a poboljšava slaganje i produžuje vrijeme ispisa; s gledišta reologije, s povećanjem udjela HPMC-a značajno se povećavaju prividna viskoznost, granica razvlačenja i plastična viskoznost suspenzije, a poboljšava se i slaganje; tiksotropija se prvo povećava, a zatim smanjuje s povećanjem udjela HPMC-a, a ispisivost se poboljšava; Povećani udio HPMC-a. Previsok udio uzrokovat će povećanje poroznosti morta i čvrstoće. Preporučuje se da udio HPMC-a ne smije biti veći od 0,20%.
Posljednjih godina, tehnologija 3D ispisa (također poznata kao "aditivna proizvodnja") brzo se razvila i široko se koristi u mnogim područjima kao što su bioinženjering, zrakoplovstvo i umjetničko stvaralaštvo. Proces 3D ispisa bez kalupa uvelike je poboljšao materijale i fleksibilnost konstrukcijskog dizajna i njegova automatizirana metoda gradnje ne samo da uvelike štede radnu snagu, već su i prikladni za građevinske projekte u raznim teškim uvjetima. Kombinacija 3D ispisa i građevinskog područja je inovativna i obećavajuća. Trenutno, materijali na bazi cementa 3D reprezentativni proces ispisa su proces ekstruzijskog slaganja (uključujući konturni proces izrade kontura) i proces ispisa i lijepljenja praha betona (D-oblikovani proces). Među njima, proces ekstruzijskog slaganja ima prednosti male razlike u odnosu na tradicionalni proces oblikovanja betona, visoke izvedivosti komponenti velikih dimenzija i troškova gradnje. Inferiorna prednost postala je trenutna istraživačka žarišta tehnologije 3D ispisa materijala na bazi cementa.
Za materijale na bazi cementa koji se koriste kao „materijali s tintom“ za 3D ispis, njihovi zahtjevi za performanse razlikuju se od onih za općenite materijale na bazi cementa: s jedne strane, postoje određeni zahtjevi za obradivost svježe miješanih materijala na bazi cementa, a proces izgradnje mora ispunjavati zahtjeve glatke ekstruzije. S druge strane, ekstrudirani materijal na bazi cementa mora se moći slagati, odnosno neće se značajno urušavati ili deformirati pod djelovanjem vlastite težine i pritiska gornjeg sloja. Osim toga, proces laminiranja 3D ispisa osigurava da se slojevi između slojeva slažu. Kako bi se osigurala dobra mehanička svojstva međuslojnog spoja, građevinski materijali za 3D ispis također bi trebali imati dobro prianjanje. Ukratko, dizajn ekstrudiranja, slaganja i visoke adhezije dizajnira se istovremeno. Materijali na bazi cementa jedan su od preduvjeta za primjenu tehnologije 3D ispisa u području građevinarstva. Prilagođavanje procesa hidratacije i reoloških svojstava cementnih materijala dva su važna načina za poboljšanje gore navedenih performansi ispisa. Podešavanje procesa hidratacije cementnih materijala teško je provesti i lako može uzrokovati probleme poput začepljenja cijevi; a regulacija reoloških svojstava treba održavati fluidnost tijekom procesa tiska i brzinu 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 tiska.
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 učinkovito poboljšati njegova kohezija i zadržavanje vode. Trenutno su istraživanja o utjecaju HPMC-a na svojstva materijala na bazi cementa uglavnom usmjerena na njegov utjecaj na fluidnost, zadržavanje vode i reologiju, a malo je istraživanja provedeno o svojstvima materijala na bazi cementa dobivenih 3D ispisom (kao što su ekstrudabilnost, slaganje itd.). Osim toga, zbog nedostatka jedinstvenih standarda za 3D ispis, metoda procjene ispisivosti materijala na bazi cementa još nije utvrđena. Slaganje materijala procjenjuje se brojem slojeva za ispis sa značajnom deformacijom ili maksimalnom visinom ispisa. 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 uvedene su u materijale na bazi cementa kako bi se poboljšala ispisivost morta, a učinci doziranja HPMC-a na svojstva morta za 3D ispis sveobuhvatno su procijenjeni proučavanjem ispisivosti, reoloških svojstava i mehaničkih svojstava. Na temelju svojstava poput fluidnosti. Na temelju rezultata evaluacije, mort pomiješan s optimalnom količinom HPMC-a odabran je za provjeru ispisa i testirani su relevantni parametri ispisanog entiteta; na temelju proučavanja mikroskopske morfologije uzorka istražen je unutarnji mehanizam razvoja performansi materijala za ispis. Istovremeno, uspostavljen je materijal na bazi cementa za 3D ispis. Sveobuhvatna metoda evaluacije performansi ispisa kako bi se promovirala primjena tehnologije 3D ispisa u području građevinarstva.
Vrijeme objave: 27. rujna 2022.