Ao estudar o efeito de diferentes dosagens de hidroxipropilmetilcelulose (HPMC) na printabilidade, propriedades reológicas e propriedades mecânicas da argamassa de impressão 3D, a dosagem apropriada de HPMC foi discutida, e seu mecanismo de influência foi analisado combinado com a morfologia microscópica. Os resultados mostram que a fluidez da argamassa diminui com o aumento do teor de HPMC, ou seja, a extrudabilidade diminui com o aumento do teor de HPMC, mas a capacidade de retenção de fluidez melhora. Extrudabilidade; taxa de retenção de forma e resistência à penetração sob peso próprio aumentam significativamente com o aumento do teor de HPMC, ou seja, com o aumento do teor de HPMC, a empilhabilidade melhora e o tempo de impressão é prolongado; do ponto de vista da reologia, com o aumento do teor de HPMC, a viscosidade aparente, a tensão de escoamento e a viscosidade plástica da pasta aumentaram significativamente, e a empilhabilidade melhorou; a tixotropia primeiro aumentou e depois diminuiu com o aumento do teor de HPMC, e a printabilidade melhorou; o teor de HPMC aumentou Muito alto fará com que a porosidade da argamassa aumente e a resistência É recomendado que o teor de HPMC não exceda 0,20%.
Nos últimos anos, a tecnologia de impressão 3D (também conhecida como "manufatura aditiva") desenvolveu-se rapidamente e tem sido amplamente utilizada em muitas áreas, como bioengenharia, aeroespacial e criação artística. O processo sem molde da tecnologia de impressão 3D melhorou muito o material e a flexibilidade do projeto estrutural e seu método de construção automatizado não só economizam muito mão de obra, mas também são adequados para projetos de construção em vários ambientes adversos. A combinação da tecnologia de impressão 3D e o campo da construção é inovadora e promissora. Atualmente, materiais à base de cimento 3D O processo representativo da impressão é o processo de empilhamento por extrusão (incluindo o processo de contorno de contorno) e o processo de impressão de concreto e colagem de pó (processo em forma de D). Entre eles, o processo de empilhamento por extrusão tem as vantagens de pequena diferença do processo tradicional de moldagem de concreto, alta viabilidade de componentes de grande porte e custos de construção. A vantagem inferior tornou-se o atual hotspots de pesquisa da tecnologia de impressão 3D de materiais à base de cimento.
Para materiais à base de cimento usados como "materiais de tinta" para impressão 3D, seus requisitos de desempenho são diferentes daqueles dos materiais à base de cimento em geral: por um lado, existem certos requisitos para a trabalhabilidade de materiais à base de cimento recém-misturados, e o processo de construção precisa atender aos requisitos de extrusão suave. Por outro lado, o material à base de cimento extrudado precisa ser empilhável, ou seja, não entrará em colapso ou se deformará significativamente sob a ação de seu próprio peso e da pressão da camada superior. Além disso, o processo de laminação da impressão 3D faz com que as camadas entre camadas. A fim de garantir as boas propriedades mecânicas da área de interface entre camadas, os materiais de construção de impressão 3D também devem ter boa adesão. Em resumo, o projeto da extrudabilidade, empilhabilidade e alta adesão é projetado ao mesmo tempo. Materiais à base de cimento são um dos pré-requisitos para a aplicação da tecnologia de impressão 3D no campo da construção. Ajustar o processo de hidratação e as propriedades reológicas dos materiais cimentícios são duas maneiras importantes de melhorar o desempenho de impressão acima. Ajuste do processo de hidratação de materiais cimentícios É difícil de implementar e é fácil causar problemas como bloqueio de tubulações; e a regulação das propriedades reológicas precisa manter a fluidez durante o processo de impressão e a velocidade de estruturação após a moldagem por extrusão. Na pesquisa atual, modificadores de viscosidade, misturas minerais, nanoargilas, etc. são frequentemente usados para ajustar as propriedades reológicas de materiais à base de cimento para obter melhor desempenho de impressão.
A hidroxipropilmetilcelulose (HPMC) é um espessante polimérico comum. As ligações hidroxila e éter na cadeia molecular podem ser combinadas com água livre por meio de ligações de hidrogênio. Sua introdução no concreto pode efetivamente melhorar sua coesão e retenção de água. Atualmente, a pesquisa sobre o efeito da HPMC nas propriedades de materiais à base de cimento concentra-se principalmente em seu efeito na fluidez, retenção de água e reologia, e pouca pesquisa foi realizada sobre as propriedades de materiais à base de cimento impressos em 3D (como extrudabilidade, empilhamento, etc.). Além disso, devido à falta de padrões uniformes para impressão 3D, o método de avaliação da printabilidade de materiais à base de cimento ainda não foi estabelecido. A empilhabilidade do material é avaliada pelo número de camadas imprimíveis com deformação significativa ou pela altura máxima de impressão. Os métodos de avaliação acima estão sujeitos a alta subjetividade, baixa universalidade e processo complexo. O método de avaliação de desempenho tem grande potencial e valor em aplicações de engenharia.
Neste artigo, diferentes dosagens de HPMC foram introduzidas em materiais à base de cimento para melhorar a capacidade de impressão da argamassa, e os efeitos da dosagem de HPMC nas propriedades da argamassa de impressão 3D foram avaliados de forma abrangente, estudando a capacidade de impressão, propriedades reológicas e propriedades mecânicas. Com base em propriedades como fluidez Com base nos resultados da avaliação, a argamassa misturada com a quantidade ideal de HPMC foi selecionada para verificação de impressão, e os parâmetros relevantes da entidade impressa foram testados; com base no estudo da morfologia microscópica da amostra, o mecanismo interno da evolução do desempenho do material de impressão foi explorado. Ao mesmo tempo, o material à base de cimento de impressão 3D foi estabelecido. Um método de avaliação abrangente do desempenho de impressão para promover a aplicação da tecnologia de impressão 3D no campo da construção.
Data de publicação: 27 de setembro de 2022