Dengan mempelajari pengaruh berbagai dosis hidroksipropil metilselulosa (HPMC) terhadap kemampuan cetak, sifat reologi, dan sifat mekanik mortar cetak 3D, dosis HPMC yang tepat dibahas, dan mekanisme pengaruhnya dianalisis dikombinasikan dengan morfologi mikroskopis. Hasil menunjukkan bahwa fluiditas mortar menurun seiring dengan peningkatan kandungan HPMC, yaitu kemampuan ekstrusi menurun seiring dengan peningkatan kandungan HPMC, tetapi kemampuan retensi fluiditas meningkat; tingkat retensi bentuk dan resistensi penetrasi di bawah berat sendiri meningkat secara signifikan dengan peningkatan kandungan HPMC, yaitu, dengan peningkatan kandungan HPMC, kemampuan penumpukan meningkat dan waktu pencetakan diperpanjang; dari sudut pandang reologi, dengan peningkatan kandungan HPMC, viskositas semu, tegangan luluh, dan viskositas plastis bubur meningkat secara signifikan, dan kemampuan penumpukan meningkat; tiksotropi awalnya meningkat dan kemudian menurun dengan peningkatan kandungan HPMC, dan kemampuan cetak meningkat; Kandungan HPMC yang terlalu tinggi akan menyebabkan porositas mortar meningkat dan kekuatan menurun. Disarankan agar kandungan HPMC tidak melebihi 0,20%.
Dalam beberapa tahun terakhir, teknologi pencetakan 3D (juga dikenal sebagai "manufaktur aditif") telah berkembang pesat dan telah banyak digunakan di berbagai bidang seperti bioteknologi, kedirgantaraan, dan kreasi artistik. Proses tanpa cetakan dari teknologi pencetakan 3D telah sangat meningkatkan fleksibilitas material dan desain struktural, dan metode konstruksi otomatisnya tidak hanya sangat menghemat tenaga kerja, tetapi juga cocok untuk proyek konstruksi di berbagai lingkungan yang keras. Kombinasi teknologi pencetakan 3D dan bidang konstruksi merupakan hal yang inovatif dan menjanjikan. Saat ini, proses pencetakan 3D material berbasis semen yang representatif adalah proses penumpukan ekstrusi (termasuk proses kontur) dan proses pencetakan beton dan pengikatan bubuk (proses bentuk D). Di antara keduanya, proses penumpukan ekstrusi memiliki keunggulan perbedaan kecil dari proses pencetakan beton tradisional, kelayakan tinggi untuk komponen berukuran besar, dan biaya konstruksi yang lebih rendah, sehingga menjadi titik fokus penelitian teknologi pencetakan 3D material berbasis semen saat ini.
Untuk material berbasis semen yang digunakan sebagai "material tinta" untuk pencetakan 3D, persyaratan kinerjanya berbeda dari material berbasis semen pada umumnya: di satu sisi, ada persyaratan tertentu untuk kemampuan kerja material berbasis semen yang baru dicampur, dan proses konstruksi perlu memenuhi persyaratan ekstrusi yang halus. Di sisi lain, material berbasis semen yang diekstrusi perlu dapat ditumpuk, yaitu, tidak akan runtuh atau berubah bentuk secara signifikan di bawah pengaruh beratnya sendiri dan tekanan lapisan atas. Selain itu, proses laminasi pencetakan 3D membuat lapisan-lapisan di antara lapisan-lapisan tersebut saling bertautan. Untuk memastikan sifat mekanik yang baik pada area antarmuka antar lapisan, material bangunan hasil pencetakan 3D juga harus memiliki daya rekat yang baik. Singkatnya, desain kemampuan ekstrusi, kemampuan penumpukan, dan daya rekat tinggi dirancang secara bersamaan. Material berbasis semen merupakan salah satu prasyarat untuk penerapan teknologi pencetakan 3D di bidang konstruksi. Menyesuaikan proses hidrasi dan sifat reologi material semen merupakan dua cara penting untuk meningkatkan kinerja pencetakan di atas. Pengaturan proses hidrasi material semen sulit diimplementasikan, dan mudah menimbulkan masalah seperti penyumbatan pipa; dan pengaturan sifat reologi perlu mempertahankan fluiditas selama proses pencetakan dan kecepatan pembentukan struktur setelah pencetakan ekstrusi. Dalam penelitian saat ini, pengubah viskositas, campuran mineral, nanoklay, dll. sering digunakan untuk menyesuaikan sifat reologi material berbasis semen untuk mencapai kinerja pencetakan yang lebih baik.
Hidroksipropil metilselulosa (HPMC) adalah pengental polimer umum. Ikatan hidroksil dan eter pada rantai molekul dapat berikatan dengan air bebas melalui ikatan hidrogen. Penambahan HPMC ke dalam beton dapat secara efektif meningkatkan kohesi dan retensi airnya. Saat ini, penelitian tentang pengaruh HPMC terhadap sifat material berbasis semen sebagian besar berfokus pada pengaruhnya terhadap fluiditas, retensi air, dan reologi, dan sedikit penelitian yang dilakukan tentang sifat material berbasis semen hasil pencetakan 3D (seperti ekstrusi, penumpukan, dll.). Selain itu, karena kurangnya standar yang seragam untuk pencetakan 3D, metode evaluasi untuk kemampuan cetak material berbasis semen belum ditetapkan. Kemampuan penumpukan material dievaluasi berdasarkan jumlah lapisan yang dapat dicetak dengan deformasi signifikan atau tinggi pencetakan maksimum. Metode evaluasi di atas memiliki subjektivitas yang tinggi, universalitas yang buruk, dan proses yang rumit. Metode evaluasi kinerja memiliki potensi dan nilai yang besar dalam aplikasi teknik.
Dalam makalah ini, berbagai dosis HPMC dimasukkan ke dalam material berbasis semen untuk meningkatkan kemampuan cetak mortar, dan pengaruh dosis HPMC terhadap sifat-sifat mortar cetak 3D dievaluasi secara komprehensif dengan mempelajari kemampuan cetak, sifat reologi, dan sifat mekanik. Berdasarkan hasil evaluasi, mortar yang dicampur dengan jumlah HPMC optimal dipilih untuk verifikasi pencetakan, dan parameter relevan dari entitas yang dicetak diuji; berdasarkan studi morfologi mikroskopis sampel, mekanisme internal evolusi kinerja material cetak dieksplorasi. Pada saat yang sama, metode evaluasi kinerja cetak yang komprehensif untuk material berbasis semen cetak 3D dibuat untuk mendorong penerapan teknologi pencetakan 3D di bidang konstruksi.
Waktu posting: 27 September 2022