Проучавањем утицаја различитих доза хидроксипропил метилцелулозе (ХПМЦ) на штампање, реолошка својства и механичка својства малтера за 3Д штампање, разматрана је одговарајућа доза ХПМЦ, а њен механизам утицаја је анализиран у комбинацији са микроскопском морфологијом. Резултати показују да се флуидност малтера смањује са повећањем садржаја ХПМЦ, односно да се екструдабилност смањује са повећањем садржаја ХПМЦ, али се способност задржавања флуидности побољшава. Екструдабилност, брзина задржавања облика и отпорност на пенетрацију под сопственом тежином значајно се повећавају са повећањем садржаја ХПМЦ, односно, са повећањем садржаја ХПМЦ, побољшава се слагање и продужава се време штампања; са становишта реологије, са повећањем садржаја ХПМЦ, привидна вискозност, граница течења и пластична вискозност суспензије су се значајно повећали, а слагање се побољшало; тиксотропија се прво повећала, а затим смањила са повећањем садржаја ХПМЦ, а штампање се побољшало; Превисок садржај ХПМЦ-а ће узроковати повећање порозности малтера и чврстоће. Препоручује се да садржај ХПМЦ-а не прелази 0,20%.
Последњих година, технологија 3Д штампања (позната и као „адитивна производња“) се брзо развила и широко се користи у многим областима као што су биоинжењеринг, ваздухопловство и уметничко стваралаштво. Процес 3Д штампања без калупа значајно је побољшао материјале и флексибилност структурног дизајна и његов аутоматизовани метод изградње не само да значајно штеде радну снагу, већ су погодни и за грађевинске пројекте у различитим тешким условима. Комбинација 3Д технологије штампања и грађевинарства је иновативна и обећавајућа. Тренутно, материјали на бази цемента су репрезентативни 3Д процес штампања екструзијом (укључујући контурни процес израде контура) и процес штампања бетона и прашкастог везивања (процес обликовања у облику слова Д). Међу њима, процес екструзије има предности мале разлике у односу на традиционални процес обликовања бетона, високе изводљивости компоненти великих димензија и трошкова изградње. Недовољна предност постала је тренутна истраживачка жаришта технологије 3Д штампања материјала на бази цемента.
За материјале на бази цемента који се користе као „материјали за мастило“ за 3Д штампање, њихови захтеви у погледу перформанси се разликују од оних код општих материјала на бази цемента: с једне стране, постоје одређени захтеви за обрадивост свеже помешаних материјала на бази цемента, а процес израде мора да испуњава захтеве глатке екструзије. С друге стране, екструдирани материјал на бази цемента мора бити слагајући, односно да се неће значајно срушити или деформисати под дејством сопствене тежине и притиска горњег слоја. Поред тога, процес ламинације 3Д штампања чини слојеве између слојева... Да би се осигурала добра механичка својства међуслојне површине, грађевински материјали за 3Д штампање такође треба да имају добру адхезију. Укратко, дизајн екструдирања, слагања и високе адхезије се пројектује истовремено. Материјали на бази цемента су један од предуслова за примену технологије 3Д штампања у области грађевинарства. Подешавање процеса хидратације и реолошких својстава цементних материјала су два важна начина за побољшање горе наведених перформанси штампања. Подешавање процеса хидратације цементних материјала је тешко спровести и лако може изазвати проблеме попут зачепљења цеви; а регулација реолошких својстава захтева одржавање флуидности током процеса штампања и брзине структурирања након екструзионог обликовања. У актуелним истраживањима, модификатори вискозности, минерални додаци, наноглине итд. се често користе за подешавање реолошких својстава материјала на бази цемента како би се постигле боље перформансе штампања.
Хидроксипропил метилцелулоза (ХПМЦ) је уобичајени полимерни згушњивач. Хидрокси и етарске везе на молекуларном ланцу могу се комбиновати са слободном водом путем водоничних веза. Његово увођење у бетон може ефикасно побољшати његову кохезију и задржавање воде. Тренутно, истраживање утицаја ХПМЦ-а на својства материјала на бази цемента углавном је усмерено на његов утицај на флуидност, задржавање воде и реологију, а мало истраживања је урађено о својствима материјала на бази цемента добијених 3Д штампањем (као што су екструдабилност, могућност слагања итд.). Поред тога, због недостатка јединствених стандарда за 3Д штампање, метода процене могућности штампања материјала на бази цемента још увек није утврђена. Могућност слагања материјала се процењује бројем слојева за штампање са значајном деформацијом или максималном висином штампања. Горе наведене методе процене су подложне високој субјективности, слабој универзалности и гломазном процесу. Метода процене перформанси има велики потенцијал и вредност у инжењерској примени.
У овом раду, различите дозе HPMC су уведене у материјале на бази цемента како би се побољшала штампајућа својства малтера, а ефекти дозе HPMC на својства малтера за 3Д штампање су свеобухватно процењени проучавањем штампајуће својства, реолошких својстава и механичких својстава. На основу својстава као што су флуидност. На основу резултата процене, малтер помешан са оптималном количином HPMC је одабран за верификацију штампања, а релевантни параметри штампаног ентитета су тестирани; на основу проучавања микроскопске морфологије узорка, истражен је унутрашњи механизам еволуције перформанси материјала за штампање. Истовремено, успостављен је материјал на бази цемента за 3Д штампање. Свеобухватна метода процене штампајућих перформанси како би се промовисала примена технологије 3Д штампања у области грађевинарства.
Време објаве: 27. септембар 2022.