Bằng cách nghiên cứu tác động của các liều lượng khác nhau của hydroxypropyl methylcellulose (HPMC) đến khả năng in, tính chất lưu biến và tính chất cơ học của vữa in 3D, liều lượng HPMC thích hợp đã được thảo luận và cơ chế ảnh hưởng của nó đã được phân tích kết hợp với hình thái vi mô. Kết quả cho thấy tính lưu động của vữa giảm khi hàm lượng HPMC tăng, nghĩa là khả năng đùn giảm khi hàm lượng HPMC tăng, nhưng khả năng giữ tính lưu động được cải thiện. Khả năng đùn; tỷ lệ giữ hình dạng và khả năng chống xuyên thấu dưới trọng lượng bản thân tăng đáng kể khi hàm lượng HPMC tăng, nghĩa là khi hàm lượng HPMC tăng, khả năng xếp chồng được cải thiện và thời gian in được kéo dài; theo quan điểm của lưu biến, với Khi hàm lượng HPMC tăng, độ nhớt biểu kiến, ứng suất chảy và độ nhớt dẻo của bùn tăng đáng kể và khả năng xếp chồng được cải thiện; tính thixotropy đầu tiên tăng lên rồi giảm khi hàm lượng HPMC tăng và khả năng in được cải thiện; Hàm lượng HPMC tăng quá cao sẽ làm tăng độ xốp của vữa và cường độ. Khuyến cáo hàm lượng HPMC không nên vượt quá 0,20%.
Trong những năm gần đây, công nghệ in 3D (còn được gọi là "sản xuất bồi đắp") đã phát triển nhanh chóng và được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực như kỹ thuật sinh học, hàng không vũ trụ và sáng tạo nghệ thuật. Quy trình không cần khuôn của công nghệ in 3D đã cải thiện đáng kể vật liệu và tính linh hoạt của thiết kế kết cấu và phương pháp xây dựng tự động của nó không chỉ tiết kiệm đáng kể nhân lực mà còn phù hợp với các dự án xây dựng trong nhiều môi trường khắc nghiệt khác nhau. Sự kết hợp giữa công nghệ in 3D và lĩnh vực xây dựng là sáng tạo và đầy hứa hẹn. Hiện nay, vật liệu gốc xi măng 3D Quy trình in tiêu biểu là quy trình xếp chồng đùn (bao gồm quy trình tạo đường viền) và quy trình in bê tông và liên kết bột (quy trình hình chữ D). Trong số đó, quy trình xếp chồng đùn có ưu điểm là ít khác biệt so với quy trình đúc bê tông truyền thống, tính khả thi cao của các thành phần kích thước lớn và chi phí xây dựng. Ưu điểm kém hơn đã trở thành điểm nóng nghiên cứu hiện tại của công nghệ in 3D vật liệu gốc xi măng.
Đối với vật liệu gốc xi măng dùng làm “vật liệu mực” để in 3D, yêu cầu về hiệu suất của chúng khác với vật liệu gốc xi măng nói chung: một mặt, có một số yêu cầu nhất định về khả năng gia công của vật liệu gốc xi măng mới trộn và quy trình thi công cần đáp ứng yêu cầu đùn mịn, Mặt khác, vật liệu gốc xi măng đùn cần có khả năng xếp chồng, nghĩa là vật liệu sẽ không bị sụp đổ hoặc biến dạng đáng kể dưới tác động của trọng lượng riêng và áp suất của lớp trên cùng. Ngoài ra, quá trình cán mỏng của in 3D làm cho các lớp giữa các lớp Để đảm bảo các đặc tính cơ học tốt của khu vực giao diện giữa các lớp, vật liệu xây dựng in 3D cũng phải có độ bám dính tốt. Tóm lại, thiết kế khả năng đùn, khả năng xếp chồng và độ bám dính cao được thiết kế cùng một lúc. Vật liệu gốc xi măng là một trong những điều kiện tiên quyết để ứng dụng công nghệ in 3D trong lĩnh vực xây dựng. Điều chỉnh quá trình hydrat hóa và các đặc tính lưu biến của vật liệu xi măng là hai cách quan trọng để cải thiện hiệu suất in trên. Điều chỉnh quá trình hydrat hóa của vật liệu xi măng Khó thực hiện và dễ gây ra các vấn đề như tắc nghẽn đường ống; và việc điều chỉnh các tính chất lưu biến cần duy trì tính lưu động trong quá trình in và tốc độ tạo cấu trúc sau khi đúc đùn. Trong nghiên cứu hiện nay, các chất điều chỉnh độ nhớt, phụ gia khoáng, nanoclay, v.v. thường được sử dụng để điều chỉnh các tính chất lưu biến của vật liệu gốc xi măng để đạt được hiệu suất in tốt hơn.
Hydroxypropyl methylcellulose (HPMC) là chất làm đặc polymer phổ biến. Các liên kết hydroxyl và ete trên chuỗi phân tử có thể kết hợp với nước tự do thông qua liên kết hydro. Việc đưa nó vào bê tông có thể cải thiện hiệu quả độ kết dính và khả năng giữ nước của bê tông. Hiện nay, nghiên cứu về tác động của HPMC lên các tính chất của vật liệu gốc xi măng chủ yếu tập trung vào tác động của nó lên tính lưu động, khả năng giữ nước và lưu biến, và ít nghiên cứu được thực hiện về các tính chất của vật liệu gốc xi măng in 3D (như khả năng đùn, khả năng xếp chồng, v.v.). Ngoài ra, do thiếu các tiêu chuẩn thống nhất cho in 3D nên phương pháp đánh giá khả năng in của vật liệu gốc xi măng vẫn chưa được thiết lập. Khả năng xếp chồng của vật liệu được đánh giá bằng số lớp có thể in có biến dạng đáng kể hoặc chiều cao in tối đa. Các phương pháp đánh giá trên có tính chủ quan cao, tính phổ quát kém và quy trình rườm rà. Phương pháp đánh giá hiệu suất có tiềm năng và giá trị lớn trong ứng dụng kỹ thuật.
Trong bài báo này, các liều lượng HPMC khác nhau đã được đưa vào vật liệu gốc xi măng để cải thiện khả năng in của vữa và các tác động của liều lượng HPMC đối với các đặc tính của vữa in 3D đã được đánh giá toàn diện bằng cách nghiên cứu khả năng in, các đặc tính lưu biến và các đặc tính cơ học. Dựa trên các đặc tính như độ lưu động Dựa trên kết quả đánh giá, vữa trộn với lượng HPMC tối ưu đã được chọn để xác minh in và các thông số liên quan của thực thể in đã được thử nghiệm; dựa trên nghiên cứu về hình thái vi mô của mẫu, cơ chế bên trong của sự tiến hóa hiệu suất của vật liệu in đã được khám phá. Đồng thời, vật liệu gốc xi măng in 3D đã được thiết lập. Một phương pháp đánh giá toàn diện về hiệu suất có thể in nhằm thúc đẩy ứng dụng công nghệ in 3D trong lĩnh vực xây dựng.
Thời gian đăng: 27-09-2022