Genom att studera effekten av olika doseringar av hydroxipropylmetylcellulosa (HPMC) på tryckbarheten, de reologiska egenskaperna och de mekaniska egenskaperna hos 3D-printningsmurbruk diskuterades lämplig dosering av HPMC, och dess påverkansmekanism analyserades i kombination med den mikroskopiska morfologin. Resultaten visar att murbrukets fluiditet minskar med ökande HPMC-innehåll, det vill säga extruderbarheten minskar med ökande HPMC-innehåll, men fluiditetsretentionsförmågan förbättras. Extruderbarhet; formretentionshastigheten och penetrationsmotståndet under egenvikt ökar avsevärt med ökningen av HPMC-innehåll, det vill säga med ökningen av HPMC-innehållet förbättras stapelbarheten och trycktiden förlängs; ur reologisk synvinkel, med ökningen av HPMC-innehållet ökade den synbara viskositeten, sträckgränsen och den plastiska viskositeten hos slammet avsevärt, och stapelbarheten förbättrades; tixotropin ökade först och minskade sedan med ökningen av HPMC-innehållet, och tryckbarheten förbättrades; För högt HPMC-innehåll ökar murbrukets porositet och hållfastheten. Det rekommenderas att HPMC-innehållet inte överstiger 0,20 %.
Under senare år har 3D-utskriftstekniken (även känd som "additiv tillverkning") utvecklats snabbt och har använts i stor utsträckning inom många områden som bioteknik, flyg- och rymdteknik och konstnärligt skapande. Den formfria processen med 3D-utskriftsteknik har avsevärt förbättrat material- och flexibiliteten i strukturdesign och dess automatiserade konstruktionsmetod sparar inte bara arbetskraft avsevärt, utan är också lämplig för byggprojekt i olika tuffa miljöer. Kombinationen av 3D-utskriftsteknik och byggbranschen är innovativ och lovande. För närvarande är cementbaserade material 3D-utskrift. Den representativa processen för 3D-utskrift är extruderingsprocessen (inklusive konturprocessen konturtillverkning) och betongtryckning och pulverbindningsprocessen (D-formprocessen). Bland dessa har extruderingsprocessen fördelarna med liten skillnad från den traditionella betonggjutningsprocessen, hög genomförbarhet av stora komponenter och höga byggkostnader. Den sämre fördelen har blivit den nuvarande forskningshotspotsen för 3D-utskriftsteknik för cementbaserade material.
För cementbaserade material som används som "bläckmaterial" för 3D-utskrift skiljer sig deras prestandakrav från de för allmänna cementbaserade material: å ena sidan finns det vissa krav på bearbetbarheten hos nyblandade cementbaserade material, och konstruktionsprocessen måste uppfylla kraven på jämn extrudering. Å andra sidan måste det extruderade cementbaserade materialet vara stapelbart, det vill säga att det inte kollapsar eller deformeras avsevärt under inverkan av sin egen vikt och trycket från det övre lagret. Dessutom gör lamineringsprocessen vid 3D-utskrift att lagren mellan lagren bildas. För att säkerställa goda mekaniska egenskaper hos mellanskiktets gränssnittsområde bör 3D-utskriftsmaterial också ha god vidhäftning. Sammanfattningsvis är designen av extruderbarhet, stapelbarhet och hög vidhäftning utformad samtidigt. Cementbaserade material är en av förutsättningarna för tillämpningen av 3D-utskriftsteknik inom byggområdet. Justering av hydreringsprocessen och de reologiska egenskaperna hos cementbaserade material är två viktiga sätt att förbättra ovanstående utskriftsprestanda. Justering av hydreringsprocessen för cementbaserade material är svår att implementera och det är lätt att orsaka problem som rörstopp; och regleringen av reologiska egenskaper behöver bibehålla fluiditeten under tryckprocessen och struktureringshastigheten efter extrudering. I den aktuella forskningen används ofta viskositetsmodifierare, mineraltillsatser, nanoleror etc. för att justera de reologiska egenskaperna hos cementbaserade material för att uppnå bättre tryckprestanda.
Hydroxipropylmetylcellulosa (HPMC) är ett vanligt polymerförtjockningsmedel. Hydroxyl- och eterbindningarna på molekylkedjan kan kombineras med fritt vatten genom vätebindningar. Att introducera det i betong kan effektivt förbättra dess kohesion och vattenretention. För närvarande är forskningen om effekten av HPMC på egenskaperna hos cementbaserade material mestadels fokuserad på dess effekt på fluiditet, vattenretention och reologi, och lite forskning har gjorts om egenskaperna hos 3D-printade cementbaserade material (såsom extruderbarhet, stapelbarhet etc.). På grund av bristen på enhetliga standarder för 3D-printing har utvärderingsmetoden för tryckbarhet hos cementbaserade material ännu inte fastställts. Materialets stapelbarhet utvärderas med antalet tryckbara lager med betydande deformation eller den maximala tryckhöjden. Ovanstående utvärderingsmetoder är föremål för hög subjektivitet, dålig universalitet och besvärliga processer. Prestandautvärderingsmetoden har stor potential och värde inom tekniska tillämpningar.
I denna artikel introducerades olika doseringar av HPMC i cementbaserade material för att förbättra murbrukets tryckbarhet, och effekterna av HPMC-dosering på 3D-printmurbrukets egenskaper utvärderades omfattande genom att studera tryckbarhet, reologiska egenskaper och mekaniska egenskaper. Baserat på egenskaper som fluiditet. Baserat på utvärderingsresultaten valdes murbruket blandat med den optimala mängden HPMC för tryckverifiering, och relevanta parametrar för den tryckta enheten testades. Baserat på studier av provets mikroskopiska morfologi undersöktes den interna mekanismen för prestandautvecklingen hos tryckmaterialet. Samtidigt etablerades det 3D-printade cementbaserade materialet. En omfattande utvärderingsmetod för tryckbar prestanda för att främja tillämpningen av 3D-printteknik inom byggområdet.
Publiceringstid: 27 sep-2022