Al estudiar el efecto de diferentes dosis de hidroxipropilmetilcelulosa (HPMC) sobre la imprimibilidad, las propiedades reológicas y las propiedades mecánicas del mortero de impresión 3D, se discutió la dosis adecuada de HPMC y se analizó su mecanismo de influencia combinado con la morfología microscópica. Los resultados muestran que la fluidez del mortero disminuye con el aumento del contenido de HPMC, es decir, la capacidad de extrusión disminuye con el aumento del contenido de HPMC, pero mejora la capacidad de retención de fluidez. Extrudabilidad; la tasa de retención de forma y la resistencia a la penetración bajo el propio peso aumentan significativamente con el aumento del contenido de HPMC, es decir, con el aumento del contenido de HPMC, la apilabilidad mejora y el tiempo de impresión se prolonga; desde el punto de vista de la reología, con el aumento del contenido de HPMC, la viscosidad aparente, el límite elástico y la viscosidad plástica de la suspensión aumentaron significativamente y mejoró la apilabilidad; la tixotropía primero aumentó y luego disminuyó con el aumento del contenido de HPMC, y mejoró la imprimibilidad; el contenido de HPMC aumentó. Demasiado alto hará que la porosidad del mortero aumente y la resistencia. Se recomienda que el contenido de HPMC no exceda el 0,20%.
En los últimos años, la tecnología de impresión 3D (también conocida como “fabricación aditiva”) se ha desarrollado rápidamente y ha sido ampliamente utilizada en muchos campos como la bioingeniería, el aeroespacial y la creación artística. El proceso sin moldes de la tecnología de impresión 3D ha mejorado enormemente el material y la flexibilidad del diseño estructural y su método de construcción automatizado no solo ahorra mucho mano de obra, sino que también es adecuado para proyectos de construcción en diversos entornos hostiles. La combinación de la tecnología de impresión 3D y el campo de la construcción es innovadora y prometedora. En la actualidad, materiales a base de cemento 3D El proceso representativo de impresión es el proceso de apilamiento por extrusión (incluido el proceso de elaboración de contornos) y el proceso de impresión de concreto y unión de polvo (proceso en forma de D). Entre ellos, el proceso de apilamiento por extrusión tiene las ventajas de una pequeña diferencia con el proceso tradicional de moldeo de hormigón, una alta viabilidad de componentes de gran tamaño y costos de construcción. La ventaja inferior se ha convertido en los puntos críticos de investigación actuales de la tecnología de impresión 3D de materiales a base de cemento.
Para los materiales a base de cemento utilizados como "materiales de tinta" para la impresión 3D, sus requisitos de rendimiento son diferentes de los de los materiales a base de cemento en general: por un lado, existen ciertos requisitos para la trabajabilidad de los materiales a base de cemento recién mezclados, y el proceso de construcción debe cumplir con los requisitos de una extrusión suave. Por otro lado, el material a base de cemento extruido debe ser apilable, es decir, no colapsará ni se deformará significativamente bajo la acción de su propio peso y la presión del capa superior. Además, el proceso de laminación de la impresión 3D hace que las capas entre capas para garantizar las buenas propiedades mecánicas del área de interfaz entre capas, los materiales de construcción de la impresión 3D también deben tener una buena adherencia. En resumen, el diseño de capacidad de extrusión, apilamiento y alta adherencia se diseña al mismo tiempo. Los materiales a base de cemento son uno de los requisitos previos para la aplicación de la tecnología de impresión 3D en el campo de la construcción. Ajustar el proceso de hidratación y las propiedades reológicas de los materiales cementosos son dos formas importantes de mejorar el rendimiento de impresión anterior. Ajuste del proceso de hidratación de materiales cementosos Es difícil de implementar y es fácil causar problemas como obstrucciones de tuberías; y la regulación de las propiedades reológicas necesita mantener la fluidez durante el proceso de impresión y la velocidad de estructuración después del moldeo por extrusión. En la investigación actual, a menudo se utilizan modificadores de viscosidad, aditivos minerales, nanoarcillas, etc. para ajustar las propiedades reológicas de los cementos a base de cemento. Materiales para lograr un mejor rendimiento de impresión.
La hidroxipropilmetilcelulosa (HPMC) es un espesante polimérico común. Los enlaces hidroxilo y éter de la cadena molecular se pueden combinar con agua libre mediante enlaces de hidrógeno. Introducirlo en el hormigón puede mejorar eficazmente su cohesión. y retención de agua. En la actualidad, la investigación sobre el efecto de HPMC en las propiedades de los materiales a base de cemento se centra principalmente en su efecto sobre la fluidez, la retención de agua y la reología, y se han realizado pocas investigaciones sobre las propiedades de los materiales a base de cemento con impresión 3D ( como extrudabilidad, apilabilidad, etc.). Además, debido a la falta de estándares uniformes para la impresión 3D, aún no se ha establecido el método de evaluación de la imprimibilidad de materiales a base de cemento. La apilabilidad del material se evalúa por el número de capas imprimibles con deformación significativa o la altura máxima de impresión. Los métodos de evaluación anteriores están sujetos a una alta subjetividad, una escasa universalidad y un proceso engorroso. El método de evaluación del desempeño tiene un gran potencial y valor en aplicaciones de ingeniería.
En este artículo, se introdujeron diferentes dosis de HPMC en materiales a base de cemento para mejorar la imprimibilidad del mortero, y se evaluaron exhaustivamente los efectos de la dosificación de HPMC en las propiedades del mortero de impresión 3D mediante el estudio de la imprimibilidad, las propiedades reológicas y las propiedades mecánicas. Con base en propiedades como la fluidez Con base en los resultados de la evaluación, se seleccionó el mortero mezclado con la cantidad óptima de HPMC para la verificación de la impresión y se probaron los parámetros relevantes de la entidad impresa; A partir del estudio de la morfología microscópica de la muestra, se exploró el mecanismo interno de evolución del rendimiento del material de impresión. Al mismo tiempo, se estableció la impresión 3D de materiales a base de cemento. Un método de evaluación integral del rendimiento imprimible con el fin de promover la aplicación de la tecnología de impresión 3D en el campo de la construcción.
Hora de publicación: 27 de septiembre de 2022