1.1grondstoffen
Het cement gebruikt P·Ⅱ 52,5 cement (PC), geproduceerd door Nanjing Onotian Cement Plant, hydroxypropylmethylcellulose, wit poeder, het watergehalte is 2,1%, de pH-waarde is 6,5 (1% waterige oplossing, 25 ℃), de viscositeit is 95 Pa·s ( 2% waterige oplossing, 20 ℃), de dosering (berekend door cementmassa) is respectievelijk 0%, 0,05%, 0,10%, 0,20%, 0,30%;het fijne aggregaat is kwartszand met een deeltjesgrootte van 0,212 ~ 0,425 mm.
1.2experimentele methode
1.2.1Materiële voorbereiding
Gebruik een mortelmixer van model JJ-5, meng eerst HPMC, cement en zand gelijkmatig, voeg dan water toe en meng gedurende 3 min (2 min bij lage snelheid en 1 min bij hoge snelheid), en de prestatietest wordt onmiddellijk daarna uitgevoerd mengen.
1.2.2Afdrukbare prestatie-evaluatie
De bedrukbaarheid van mortel wordt vooral gekenmerkt door de extrudeerbaarheid en stapelbaarheid.
Goede extrudeerbaarheid is de basis voor het realiseren van 3D-printen en de mortel moet glad zijn en de buis niet blokkeren tijdens het extrusieproces.Leveringsvereisten.Verwijzend naar GB/T 2419-2005 "Bepaling van de vloeibaarheid van cementmortel", werd de vloeibaarheid van de mortel die gedurende 0, 20, 40 en 60 minuten bleef staan, getest door middel van een springtafeltest.
Een goede stapelbaarheid is de sleutel tot het realiseren van 3D-printen.Het is vereist dat de bedrukte laag niet bezwijkt of significant vervormt onder zijn eigen gewicht en de druk van de bovenste laag.De vormvastheid en de penetratieweerstand onder zijn eigen gewicht kunnen worden gebruikt om de stapelbaarheid van 3D-printmortel uitgebreid te karakteriseren.
De mate van vormbehoud onder zijn eigen gewicht weerspiegelt de mate van vervorming van het materiaal onder zijn eigen gewicht, wat kan worden gebruikt om de stapelbaarheid van 3D-printmaterialen te evalueren.Hoe hoger de vormvastheid, hoe kleiner de vervorming van de mortel onder zijn eigen gewicht, wat bevorderlijker is voor afdrukken.Referentie, plaats de mortel in een cilindrische vorm met een diameter en een hoogte van 100 mm, ram en tril 10 keer, schraap het bovenoppervlak en til vervolgens de vorm op om de retentiehoogte van de mortel te testen, en het percentage ervan met de aanvankelijke hoogte is het tarief van het vormbehoud.De bovenstaande methode werd gebruikt om de vormvastheid van de mortel te testen na respectievelijk 0, 20, 40 en 60 minuten staan.
De stapelbaarheid van 3D-printmortel is direct gerelateerd aan het uithardingsproces van het materiaal zelf, dus de penetratieweerstandsmethode wordt gebruikt om de stijfheidsontwikkeling of het structurele constructiegedrag van op cement gebaseerde materialen tijdens het uithardingsproces te verkrijgen, om zo indirect kenmerken de stapelbaarheid.Raadpleeg JGJ 70 – 2009 "Testmethode voor basisprestaties van bouwmortel" om de penetratieweerstand van mortel te testen.
Daarnaast werd een portaalframeprinter gebruikt om de omtrek van een enkellaags kubus met een zijdelengte van 200 mm te extruderen en te printen, en de basisprintparameters zoals het aantal printlagen, de breedte van de bovenrand en de breedte van de onderrand werden getest.De dikte van de printlaag is 8 mm en de bewegingssnelheid van de printer is 1 500 mm/min.
1.2.3Testen van reologische eigenschappen
De reologische parameter is een belangrijke evaluatieparameter om de vervorming en verwerkbaarheid van de slurry te karakteriseren, die kan worden gebruikt om het vloeigedrag van de 3D-printcementslurry te voorspellen.De schijnbare viscositeit weerspiegelt de interne wrijving tussen de deeltjes in de suspensie en kan de weerstand van de suspensie tegen vervormingsstroming evalueren.Het vermogen van HPMC om het effect van HPMC op de extrudeerbaarheid van 3D-printmortel weer te geven.Raadpleeg de mengverhouding in Tabel 2 om cementpasta P-H0, P-H0.10, P-H0.20, P-H0.30 te bereiden. Gebruik een Brookfield DVNEXT-viscosimeter met een adapter om de reologische eigenschappen ervan te testen.De temperatuur van de testomgeving is (20 ± 2) °C.De zuivere slurry wordt gedurende 10 s voorgeschoren bij 60,0 s−1 om de slurry gelijkmatig te verdelen, en vervolgens 10 s gepauzeerd, waarna de afschuifsnelheid toeneemt van 0,1 s−1 tot 60,0 s−1 en vervolgens afneemt tot 0,1 s-1.
Het Bingham-model getoond in Vgl.(1) wordt gebruikt om de afschuifspanning-afschuifsnelheidscurve lineair aan te passen in de stabiele fase (afschuifsnelheid is 10,0~50,0 s−1).
τ=τ0+μγ (1).
waarbij τ de schuifspanning is;τ0 is de vloeispanning;μ is de plastische viscositeit;γ is de afschuifsnelheid.
Wanneer het op cement gebaseerde materiaal zich in een statische toestand bevindt, vertegenwoordigt de plastische viscositeit μ de moeilijkheidsgraad van het falen van het colloïdale systeem, en de vloeispanning τ0 verwijst naar de minimale spanning die nodig is om de suspensie te laten stromen.Het materiaal vloeit alleen als er een schuifspanning hoger dan τ0 optreedt, dus het kan worden gebruikt om de invloed van HPMC op de stapelbaarheid van 3D-printmortel weer te geven.
1.2.4Mechanische eigenschapstest
Verwijzend naar GB/T 17671-1999 "Testmethode voor de sterkte van cementmortel", werden de mortelspecimens met verschillende HPMC-inhoud bereid volgens de mengverhouding in Tabel 2, en hun druk- en buigsterkte gedurende 28 dagen werden getest.
Er is geen relevante norm voor de testmethode van de hechtkracht tussen lagen 3D-printmortel.In deze studie werd de splitsingsmethode gebruikt voor de test.Het 3D-printmortelmonster werd gedurende 28 dagen uitgehard en vervolgens in 3 delen gesneden, respectievelijk A, B, C genoemd., zoals getoond in figuur 2(a).De universele testmachine CMT-4204 (bereik 20 kN, nauwkeurigheidsklasse 1, laadsnelheid 0,08 mm/min) werd gebruikt om de driedelige tussenlaagverbinding te belasten tot een breukstop, zoals getoond in figuur 2(b).
De interlaminaire hechtsterkte Pb van het monster wordt berekend volgens de volgende formule:
Pb = 2FπA = 0,637 FA （2）
waarbij F de bezwijkbelasting van het proefstuk is;A is de oppervlakte van het gespleten oppervlak van het monster.
1.2.5Micromorfologie
De microscopische morfologie van de monsters bij 3 d werd waargenomen met een Quanta 200 scanning-elektronenmicroscoop (SEM) van FEI Company, VS.
Posttijd: 27 september 2022