Ved å studere effekten av forskjellige doseringer av hydroksypropylmetylcellulose (HPMC) på trykkebarheten, de reologiske egenskapene og de mekaniske egenskapene til 3D-printingsmørtel, ble den passende doseringen av HPMC diskutert, og dens påvirkningsmekanisme ble analysert kombinert med den mikroskopiske morfologien. Resultatene viser at mørtelens fluiditet avtar med økningen av HPMC-innholdet, det vil si at ekstruderbarheten avtar med økningen av HPMC-innholdet, men fluiditetsretensjonsevnen forbedres. Ekstruderbarhet; formretensjonshastigheten og penetrasjonsmotstanden under egenvekt øker betydelig med økningen av HPMC-innholdet, det vil si at med økningen av HPMC-innhold forbedres stablingsbarheten og trykketiden forlenges. Fra et reologisk synspunkt, med økningen av HPMC-innholdet, økte den tilsynelatende viskositeten, flytespenningen og den plastiske viskositeten til slammet betydelig, og stablingsbarheten forbedret seg. Tiksotropien økte først og deretter avtok med økningen av HPMC-innholdet, og trykkbarheten forbedret seg. Innholdet av HPMC øker. For høyt innhold vil føre til at mørtelens porøsitet øker og styrken øker. Det anbefales at innholdet av HPMC ikke overstiger 0,20 %.
I de senere årene har 3D-printingsteknologi (også kjent som «additiv produksjon») utviklet seg raskt og har blitt mye brukt innen mange felt som bioingeniørfag, luftfart og kunstnerisk skapelse. Den støpefrie prosessen med 3D-printingsteknologi har forbedret material- og strukturdesignets fleksibilitet betraktelig, samt den automatiserte konstruksjonsmetoden, og sparer ikke bare arbeidskraft betraktelig, men er også egnet for byggeprosjekter i ulike tøffe miljøer. Kombinasjonen av 3D-printingsteknologi og byggefeltet er innovativ og lovende. For tiden er representativ prosess for 3D-printing av sementbaserte materialer ekstruderingsstablingsprosessen (inkludert konturprosessen konturutforming) og betongprinting og pulverbindingsprosessen (D-formprosess). Blant disse har ekstruderingsstablingsprosessen fordelene med liten forskjell fra den tradisjonelle betongstøpeprosessen, høy gjennomførbarhet for store komponenter og byggekostnader. Den dårligere fordelen har blitt dagens forskningshotspots for 3D-printingsteknologi for sementbaserte materialer.
For sementbaserte materialer som brukes som «blekkmaterialer» for 3D-printing, er ytelseskravene forskjellige fra generelle sementbaserte materialer: på den ene siden er det visse krav til bearbeidbarheten til nyblandede sementbaserte materialer, og byggeprosessen må oppfylle kravene til jevn ekstrudering. På den annen side må det ekstruderte sementbaserte materialet være stablebart, det vil si at det ikke vil kollapse eller deformeres betydelig under påvirkning av sin egen vekt og trykket fra det øvre laget. I tillegg gjør lamineringsprosessen for 3D-printing at lagene mellom lagene er synlig. For å sikre gode mekaniske egenskaper til mellomlagsgrensesnittområdet, bør 3D-printede byggematerialer også ha god vedheft. Oppsummert er designet for ekstruderbarhet, stabelbarhet og høy vedheft designet samtidig. Sementbaserte materialer er en av forutsetningene for anvendelse av 3D-printingsteknologi innen konstruksjon. Justering av hydreringsprosessen og de reologiske egenskapene til sementbaserte materialer er to viktige måter å forbedre ovennevnte utskriftsytelse på. Justering av hydreringsprosessen for sementbaserte materialer. Det er vanskelig å implementere, og det er lett å forårsake problemer som rørblokkering. Reguleringen av reologiske egenskaper må opprettholde fluiditeten under trykkeprosessen og struktureringshastigheten etter ekstruderingsstøping. I dagens forskning brukes ofte viskositetsmodifikatorer, mineraltilsetninger, nanoleirer osv. for å justere de reologiske egenskapene til sementbaserte materialer for å oppnå bedre trykkeytelse.
Hydroksypropylmetylcellulose (HPMC) er et vanlig polymerfortykningsmiddel. Hydroksyl- og eterbindingene på molekylkjeden kan kombineres med fritt vann gjennom hydrogenbindinger. Å introdusere det i betong kan effektivt forbedre kohesjonen og vannretensjonen. For tiden er forskningen på effekten av HPMC på egenskapene til sementbaserte materialer hovedsakelig fokusert på dens effekt på fluiditet, vannretensjon og reologi, og lite forskning har blitt gjort på egenskapene til 3D-printede sementbaserte materialer (som ekstruderbarhet, stablingsbarhet, etc.). I tillegg, på grunn av mangelen på ensartede standarder for 3D-printing, er evalueringsmetoden for printbarhet av sementbaserte materialer ennå ikke etablert. Materialets stablingsbarhet evalueres av antall printbare lag med betydelig deformasjon eller maksimal printhøyde. Evalueringsmetodene ovenfor er utsatt for høy subjektivitet, dårlig universalitet og tungvinte prosesser. Ytelsesevalueringsmetoden har stort potensial og verdi innen ingeniørapplikasjoner.
I denne artikkelen ble forskjellige doseringer av HPMC introdusert i sementbaserte materialer for å forbedre mørtelens trykkbarhet, og effektene av HPMC-dosering på 3D-printingsmørtelens egenskaper ble omfattende evaluert ved å studere trykkbarhet, reologiske egenskaper og mekaniske egenskaper. Basert på egenskaper som fluiditet. Basert på evalueringsresultatene ble mørtelen blandet med den optimale mengden HPMC valgt for trykkverifisering, og de relevante parametrene for den trykte enheten ble testet. Basert på studiet av den mikroskopiske morfologien til prøvene ble den interne mekanismen for ytelsesutviklingen til trykkmaterialet utforsket. Samtidig ble det sementbaserte 3D-printingsmaterialet etablert. En omfattende evalueringsmetode for trykkbar ytelse for å fremme anvendelsen av 3D-printingsteknologi innen bygg og anlegg.
Publisert: 27. september 2022