Изучая влияние различных доз гидроксипропилметилцеллюлозы (ГПМЦ) на печатные свойства, реологические свойства и механические свойства раствора для 3D-печати, обсуждалась подходящая дозировка ГПМЦ и анализировался механизм ее влияния в сочетании с микроскопической морфологией. Результаты показывают, что текучесть строительного раствора снижается с увеличением содержания ГПМЦ, то есть экструдируемость снижается с увеличением содержания ГПМЦ, но способность сохранять текучесть улучшается. Экструдируемость; степень сохранения формы и сопротивление проникновению под собственным весом значительно возрастают с увеличением содержания ГПМЦ, то есть с увеличением содержания ГПМЦ улучшается штабелируемость и продлевается время печати; с точки зрения реологии, с увеличением содержания ГПМЦ значительно возрастают кажущаяся вязкость, предел текучести и пластическая вязкость суспензии, а также улучшается штабелируемость; тиксотропия сначала увеличивалась, а затем уменьшалась с увеличением содержания ГПМЦ, а печатные свойства улучшались; содержание ГПМЦ увеличено. Слишком высокое содержание приведет к увеличению пористости и прочности раствора. Рекомендуется, чтобы содержание ГПМЦ не превышало 0,20%.
В последние годы технология 3D-печати (также известная как «аддитивное производство») быстро развивается и широко используется во многих областях, таких как биоинженерия, аэрокосмическая промышленность и художественное творчество. Технология 3D-печати без формования значительно улучшила материал, а гибкость структурного проектирования и метод автоматизированного строительства не только значительно экономят рабочую силу, но также подходят для строительных проектов в различных суровых условиях. Сочетание технологии 3D-печати и строительной отрасли является инновационным и многообещающим. В настоящее время 3D-материалы на основе цемента. Типичным процессом печати является процесс экструзионной укладки (включая контурный процесс), а также процесс печати бетона и порошкового склеивания (процесс D-формы). Среди них процесс штабелирования экструзией имеет преимущества, заключающиеся в небольшом отличии от традиционного процесса формования бетона, высокой возможности изготовления крупногабаритных компонентов и стоимости строительства. Неполноценным преимуществом стали текущие исследования технологии 3D-печати материалов на основе цемента.
Для материалов на основе цемента, используемых в качестве «чернильных материалов» для 3D-печати, требования к их характеристикам отличаются от требований к обычным материалам на основе цемента: с одной стороны, существуют определенные требования к обрабатываемости свежесмешанных материалов на основе цемента, а также процесс строительства должен отвечать требованиям плавной экструзии. С другой стороны, экструдированный материал на основе цемента должен быть штабелируемым, то есть он не будет разрушаться или значительно деформироваться под действием собственного веса и давления верхний слой. Кроме того, в процессе ламинирования при 3D-печати слои образуются между слоями. Чтобы обеспечить хорошие механические свойства межслойной поверхности, строительные материалы для 3D-печати также должны иметь хорошую адгезию. Таким образом, дизайн, обеспечивающий экструдируемость, штабелируемость и высокую адгезию, разработан одновременно. Материалы на основе цемента являются одной из предпосылок применения технологии 3D-печати в сфере строительства. Регулирование процесса гидратации и реологических свойств вяжущих материалов является двумя важными способами улучшения вышеуказанных характеристик печати. Регулирование процесса гидратации вяжущих материалов. Его сложно реализовать, и легко вызвать такие проблемы, как засорение труб; и регулирование реологических свойств необходимо для поддержания текучести во время процесса печати и скорости структурирования после экструзионного формования. В текущих исследованиях для регулирования реологических свойств цементных материалов часто используются модификаторы вязкости, минеральные добавки, наноглины и т. д. материалов для достижения лучших результатов печати.
Гидроксипропилметилцеллюлоза (ГПМЦ) — распространенный полимерный загуститель. Гидроксильные и эфирные связи в молекулярной цепи могут соединяться со свободной водой посредством водородных связей. Введение его в бетон может эффективно улучшить его сцепление. и удержание воды. В настоящее время исследования влияния ГПМЦ на свойства материалов на основе цемента в основном сосредоточены на его влиянии на текучесть, водоудержание и реологию, и мало исследований было проведено по свойствам материалов на основе цемента для 3D-печати ( такие как экструдируемость, штабелируемость и т. д.). Кроме того, из-за отсутствия единых стандартов 3D-печати до сих пор не установлен метод оценки пригодности для печати материалов на основе цемента. Штабелируемость материала оценивается по количеству печатаемых слоев со значительной деформацией или максимальной высотой печати. Вышеуказанные методы оценки характеризуются высокой субъективностью, плохой универсальностью и трудоемкостью процесса. Метод оценки эффективности имеет большой потенциал и ценность для инженерного применения.
В этой статье различные дозировки ГПМЦ были введены в материалы на основе цемента для улучшения печатных свойств раствора, а влияние дозировки ГПМЦ на свойства раствора для 3D-печати было всесторонне оценено путем изучения пригодности для печати, реологических и механических свойств. На основании таких свойств, как текучесть. На основании результатов оценки для проверки печати был выбран раствор, смешанный с оптимальным количеством HPMC, и были протестированы соответствующие параметры печатного объекта; На основе изучения микроскопической морфологии образца исследован внутренний механизм эволюции характеристик печатного материала. В то же время был создан материал на основе цемента для 3D-печати. Комплексный метод оценки характеристик печати с целью содействия применению технологии 3D-печати в сфере строительства.
Время публикации: 27 сентября 2022 г.