1.1Materias primas
O cemento adopta p · ⅱ 52,5 cemento (PC) producido pola planta de cemento onotiano de Nanjing, hidroxipropil metilcelulosa, po branco, o contido de auga é de 2,1%, o valor de pH é 6,5 (1% de solución acuosa, 25 ℃), a viscosidade é 95 pa s ( Solución acuosa do 2%, 20 ℃), a dosificación (calculada por masa de cemento) é do 0%, 0,05%, 0,10%, 0,20%, 0,30%, respectivamente;O agregado fino é a area de cuarzo cun tamaño de partícula de 0,212 ~ 0,425 mm.
1.2Método de experimento
1.2.1Preparación do material
Usando un mesturador de morteiro de modelo JJ-5, primeiro mestura HPMC, cemento e area uniformemente, despois engade auga e mestura durante 3 min (2 min a velocidade baixa e 1 min a alta velocidade), e a proba de rendemento realízase inmediatamente despois mestura.
1.2.2Avaliación do rendemento imprimible
A impresión do morteiro caracterízase principalmente por extrudibilidade e apilabilidade.
A boa extrudibilidade é a base para realizar a impresión 3D, e o morteiro ten que ser liso e non bloquear a tubería durante o proceso de extrusión.Requisitos de entrega.Referíndose a GB/T 2419-2005 “Determinación da fluidez do morteiro de cemento”, a fluidez do morteiro que quedou de pé durante 0, 20, 40 e 60 min foi probada mediante a proba de táboa saltando.
A boa apilabilidade é a clave para realizar a impresión 3D.É necesario que a capa impresa non se colapse nin se deforme significativamente baixo o seu propio peso e a presión da capa superior.A taxa de retención de forma e a resistencia á penetración baixo o seu propio peso pódense usar para caracterizar de xeito exhaustivo a apilabilidade do morteiro de impresión 3D.
A taxa de retención de forma baixo o seu propio peso reflicte o grao de deformación do material baixo o seu propio peso, que se pode usar para avaliar a apilabilidade dos materiais de impresión 3D.Canto maior sexa a taxa de retención de forma, menor será a deformación do morteiro baixo o seu propio peso, que é máis propicio para a impresión.Referencia, coloque o morteiro nun molde cilíndrico cun diámetro e unha altura de 100 mm, RAM e vibra 10 veces, raspe a superficie superior e logo levante o molde para probar a altura de retención do morteiro e a porcentaxe dela con ela A altura inicial é a taxa de retención de forma.O método anterior utilizouse para probar a taxa de retención de forma do morteiro despois de estar 0, 20, 40 e 60 min respectivamente.
A apilabilidade do morteiro de impresión 3D está directamente relacionada co proceso de configuración e endurecemento do material en si, polo que o método de resistencia á penetración úsase para obter o desenvolvemento de rixidez ou o comportamento de construción estrutural dos materiais baseados no cemento durante o proceso de configuración, de xeito indirectamente caracteriza a apilabilidade.Consulte JGJ 70 - 2009 "Método de proba para o rendemento básico do morteiro de construción" para probar a resistencia á penetración do morteiro.
Ademais, usouse unha impresora de marco de gandeiros para extruir e imprimir o esquema dun cubo dunha soa capa cunha lonxitude lateral de 200 mm, e os parámetros básicos de impresión como o número de capas de impresión, o ancho do bordo superior e Probouse o ancho do bordo inferior.O grosor da capa de impresión é de 8 mm e a velocidade de movemento da impresora é de 1 500 mm/min.
1.2.3Probas de propiedades reolóxicas
O parámetro reolóxico é un parámetro de avaliación importante para caracterizar a deformación e a manipulación da suspensión, que se pode usar para predecir o comportamento do fluxo da suspensión de cemento de impresión 3D.A viscosidade aparente reflicte a fricción interna entre as partículas da suspensión e pode avaliar a resistencia da suspensión ao fluxo de deformación.A capacidade do HPMC para reflectir o efecto do HPMC sobre a extrudabilidade do morteiro de impresión 3D.Consulte a relación de mestura da táboa 2 para preparar a pasta de cemento P-H0, P-H0.10, P-H0.20, P-H0.30, use un viscométer de Brookfield DVNext cun adaptador para probar as súas propiedades reolóxicas.A temperatura do ambiente de proba é (20 ± 2) ° C.A purería pura está pre-cizallada durante 10 s a 60,0 s-1 para facer que a suspensión sexa distribuída uniformemente, e logo detívose durante 10 s, e logo a taxa de cizalladura aumenta de 0,1 s-1 a 60,0 s-1 e logo diminúe a 0,1 S - 1.
O modelo Bingham mostrado na ecuación.(1) úsase para encaixar linealmente a curva de velocidade de cizalladura na etapa estable (a velocidade de cizalladura é de 10,0 ~ 50,0 s-1).
τ = τ0+μγ (1).
onde τ é o estrés do cizallamento;τ0 é a tensión de rendemento;μ é a viscosidade plástica;γ é a taxa de cizalladura.
Cando o material baseado no cemento está en estado estático, a viscosidade plástica μ representa o grao de dificultade do fallo do sistema coloidal e a tensión de rendemento τ0 refírese á tensión mínima necesaria para que o fluxo flúa.O material só flúe cando se produce a tensión de cizalladura superior a τ0, polo que se pode usar para reflectir a influencia do HPMC na apilabilidade do morteiro de impresión 3D.
1.2.4Proba de propiedades mecánicas
Referíndose a GB/T 17671-1999 "Método de proba para a forza do morteiro de cemento", os exemplares de morteiro con diferentes contidos de HPMC foron preparados segundo a relación de mestura na táboa 2, e probáronse os seus 28 días de compresión e flexión.
Non hai un estándar relevante para o método de proba da forza de unión entre capas de morteiro de impresión 3D.Neste estudo empregouse o método de división para a proba.O exemplar de morteiro de impresión 3D foi curado durante 28 d, e logo cortouse en 3 partes, chamado A, B, C respectivamente., como se mostra na figura 2 (a).A máquina de proba universal CMT-4204 (rango 20 kN, clase de precisión 1, taxa de carga 0,08 mm/min) utilizouse para cargar a unión de intercambiador de tres partes para dividir a parada de fallo, como se mostra na figura 2 (b).
A forza de enlace interlaminar PB do exemplar calcúlase segundo a seguinte fórmula:
Pb = 2fπa = 0,637 FA （2）
onde f é a carga de fallo do exemplar;A é a área da superficie dividida do exemplar.
1.2.5Micromorfoloxía
A morfoloxía microscópica dos exemplares a 3 d foi observada cun microscopio electrónico de dixitalización Quanta 200 (SEM) de FEI Company, EUA.
Tempo de publicación: setembro 27-2022