Studiando l’effetto di diversi dosaggi di idrossipropilmetilcellulosa (HPMC) sulla stampabilità, sulle proprietà reologiche e sulle proprietà meccaniche della malta per stampa 3D, è stato discusso il dosaggio appropriato di HPMC e il suo meccanismo di influenza è stato analizzato combinato con la morfologia microscopica. I risultati mostrano che la fluidità della malta diminuisce all'aumentare del contenuto di HPMC, cioè l'estrusione diminuisce all'aumentare del contenuto di HPMC, ma migliora la capacità di ritenzione della fluidità. Estrudibilità; il tasso di ritenzione della forma e la resistenza alla penetrazione sotto peso proprio aumentano significativamente con l'aumento del contenuto di HPMC, cioè, con l'aumento del contenuto di HPMC, l'impilabilità migliora e il tempo di stampa è prolungato; dal punto di vista della reologia, con l'aumento del contenuto di HPMC, la viscosità apparente, il carico di snervamento e la viscosità plastica dell'impasto liquido sono aumentati in modo significativo e l'impilabilità è migliorata; la tixotropia dapprima è aumentata e poi è diminuita con l'aumentare del contenuto di HPMC, ed è migliorata la stampabilità; aumento del contenuto di HPMC. Un valore troppo elevato causerà un aumento della porosità della malta e della resistenza. Si raccomanda che il contenuto di HPMC non superi lo 0,20%.
Negli ultimi anni, la tecnologia della stampa 3D (nota anche come “produzione additiva”) si è sviluppata rapidamente ed è stata ampiamente utilizzata in molti campi come la bioingegneria, l’aerospaziale e la creazione artistica. Il processo senza muffe della tecnologia di stampa 3D ha notevolmente migliorato il materiale e la flessibilità della progettazione strutturale e del suo metodo di costruzione automatizzato non solo consente di risparmiare notevolmente manodopera, ma è anche adatto a progetti di costruzione in vari ambienti difficili. La combinazione tra la tecnologia di stampa 3D e il settore edile è innovativa e promettente. Attualmente, materiali a base di cemento 3D. Il processo rappresentativo della stampa è il processo di impilamento per estrusione (compreso il processo di lavorazione del contorno) e il processo di stampa del calcestruzzo e di incollaggio della polvere (processo a forma di D). Tra questi, il processo di impilamento per estrusione presenta i vantaggi di una piccola differenza rispetto al tradizionale processo di stampaggio del calcestruzzo, elevata fattibilità di componenti di grandi dimensioni e costi di costruzione. Il vantaggio inferiore è diventato gli attuali punti caldi della ricerca sulla tecnologia di stampa 3D di materiali a base di cemento.
Per i materiali a base di cemento utilizzati come “materiali per inchiostro” per la stampa 3D, i loro requisiti prestazionali sono diversi da quelli dei materiali a base di cemento generali: da un lato, ci sono alcuni requisiti per la lavorabilità dei materiali a base di cemento appena miscelati, e il processo di costruzione deve soddisfare i requisiti di un'estrusione uniforme. D'altro canto, il materiale cementizio estruso deve essere impilabile, cioè non collasserà né si deformerà in modo significativo sotto l'azione del proprio peso e della pressione del strato superiore. Inoltre, il processo di laminazione della stampa 3D crea strati tra strati. Per garantire buone proprietà meccaniche dell'area di interfaccia interstrato, anche i materiali da costruzione della stampa 3D dovrebbero avere una buona adesione. In sintesi, il design dell'estrusione, dell'impilabilità e dell'elevata adesione viene progettato contemporaneamente. I materiali a base di cemento sono uno dei prerequisiti per l’applicazione della tecnologia di stampa 3D nel campo dell’edilizia. La regolazione del processo di idratazione e delle proprietà reologiche dei materiali cementizi sono due modi importanti per migliorare le prestazioni di stampa di cui sopra. Regolazione del processo di idratazione dei materiali cementizi È di difficile attuazione ed è facile causare problemi come l'ostruzione delle tubazioni; e la regolazione delle proprietà reologiche deve mantenere la fluidità durante il processo di stampa e la velocità di strutturazione dopo lo stampaggio per estrusione. Nella ricerca attuale, modificatori di viscosità, additivi minerali, nanoargille, ecc. sono spesso utilizzati per regolare le proprietà reologiche dei prodotti a base di cemento materiali per ottenere migliori prestazioni di stampa.
L'idrossipropilmetilcellulosa (HPMC) è un comune addensante polimerico. I legami ossidrile ed etere sulla catena molecolare possono essere combinati con l'acqua libera attraverso legami idrogeno. Introdurlo nel calcestruzzo può effettivamente migliorarne la coesione. e ritenzione idrica. Allo stato attuale, la ricerca sull’effetto dell’HPMC sulle proprietà dei materiali a base di cemento si concentra principalmente sul suo effetto su fluidità, ritenzione idrica e reologia, e sono state condotte poche ricerche sulle proprietà della stampa 3D di materiali a base di cemento ( quali estrudibilità, impilabilità, ecc.). Inoltre, a causa della mancanza di standard uniformi per la stampa 3D, non è stato ancora stabilito il metodo di valutazione della stampabilità dei materiali a base cementizia. L'impilabilità del materiale viene valutata dal numero di strati stampabili con deformazione significativa o dall'altezza massima di stampa. I metodi di valutazione di cui sopra sono soggetti ad elevata soggettività, scarsa universalità e processi macchinosi. Il metodo di valutazione delle prestazioni ha un grande potenziale e valore nell'applicazione ingegneristica.
In questo articolo, diversi dosaggi di HPMC sono stati introdotti in materiali a base di cemento per migliorare la stampabilità della malta e gli effetti del dosaggio di HPMC sulle proprietà della malta per stampa 3D sono stati valutati in modo completo studiando stampabilità, proprietà reologiche e proprietà meccaniche. In base a proprietà come la fluidità In base ai risultati della valutazione, per la verifica della stampa è stata selezionata la malta miscelata con la quantità ottimale di HPMC e sono stati testati i parametri rilevanti dell'entità stampata; sulla base dello studio della morfologia microscopica del campione, è stato esplorato il meccanismo interno di evoluzione prestazionale del materiale di stampa. Allo stesso tempo, è stata fondata la stampa 3D di materiali a base di cemento. Un metodo completo di valutazione delle prestazioni stampabili al fine di promuovere l'applicazione della tecnologia di stampa 3D nel campo dell'edilizia.
Orario di pubblicazione: 27 settembre 2022