1.1Surowce
Cement przyjmuje p · ⅱ 52,5 cement (PC) wytwarzany przez Nanjing Onotian Cement Plant, hydroksypropylocelulozę, biały proszek, zawartość wody wynosi 2,1%, wartość pH wynosi 6,5 (1%roztwór wodny wodny, 25 ℃), 3 -letni to 95 PA S (2%roztwór roztworu, 20 ℃). Odpowiednio 0,10%, 0,20%, 0,30%; Drobny agregat to piasek kwarcowy o wielkości cząstek 0,212 ~ 0,425 mm.
1.2Metoda eksperymentu
1.2.1Przygotowanie materialne
Używając miksera moździerza modelu JJ-5, najpierw wymieszaj HPMC, cement i piasek równomiernie, następnie dodaj wodę i wymieszaj przez 3 minuty (2 min przy niskiej prędkości i 1 min przy dużej prędkości), a test wydajności przeprowadza się natychmiast po mieszaniu.
1.2.2Ocena wydajności do wydrukowania
Wydrukowalność zaprawy charakteryzuje się głównie wytłaczalności i zdolności do stosu.
Dobra wytłaczalność jest podstawą realizacji drukowania 3D, a zaprawa musi być gładka i nie blokować rury podczas procesu wytłaczania. Wymagania dostawy. Odnosząc się do GB/T 2419-2005 „Określenie płynności zaprawy cementowej”, przetestowano płynność zaprawy, która pozostała na 0, 20, 40 i 60 minut.
Dobra możliwość stosowania jest kluczem do realizacji drukowania 3D. Wymagane jest, aby warstwa wydrukowana nie zawalała się ani nie denerwowała się znacznie pod własną wagą i ciśnieniem górnej warstwy. Wskaźnik zatrzymywania kształtu i odporność penetracji pod jego własnym ciężarem można wykorzystać do kompleksowego scharakteryzowania zdolności do układania w stosunku do drukowania 3D.
Wskaźnik retencji kształtu pod własną wagą odzwierciedla stopień odkształcenia materiału pod jego własną wagą, który można wykorzystać do oceny stosowności do drukowania 3D. Im wyższy wskaźnik retencji kształtu, tym mniejsze deformacja zaprawy pod własną wagą, która bardziej sprzyja drukowaniu. Odniesienie, umieść zaprawę do cylindrycznej formy o średnicy i wysokości 100 mm, RAM i wibruj 10 razy, zeskrobaj górną powierzchnię, a następnie podnieś formę, aby przetestować wysokość zatrzymania zaprawy, a odsetek jej z początkową wysokością to szybkość zatrzymania kształtu. Powyższą metodę zastosowano do przetestowania wskaźnika zatrzymania kształtu zaprawy po staniu odpowiednio przez 0, 20, 40 i 60 minut.
Możliwość ustawiania zaprawy do drukowania 3D jest bezpośrednio związana z procesem ustawiania i utwardzania samego materiału, więc metoda odporności penetracji jest stosowana do uzyskania rozwoju sztywności lub konstrukcji strukturalnych materiałów opartych na cementach podczas ustalania procesu, aby pośrednio scharakteryzować stosowalność stosu. Patrz JGJ 70 - 2009 „Metoda testowa podstawowej wydajności zaprawy budowlanej”, aby przetestować odporność na penetrację zapraw.
Ponadto do wyciągnięcia i wydrukowania konturu sześcianu jednowarstwowego z boczną długością 200 mm użyto drukarki ramy bramkowej oraz przetestowano podstawowe parametry drukowania, takie jak liczba warstw drukowania, szerokość górnej krawędzi i szerokość dolnej krawędzi. Grubość warstwy drukowania wynosi 8 mm, a prędkość ruchu drukarki wynosi 1 500 mm/min.
1.2.3Testy właściwości reologiczne
Parametr reologiczny jest ważnym parametrem oceny, aby scharakteryzować deformację i wykonalność zawiesiny, które można wykorzystać do przewidywania zachowania przepływu zawiesiny cementowej. Widoczna lepkość odzwierciedla wewnętrzne tarcie między cząsteczkami w zawiesinie i może ocenić odporność zawiesiny do przepływu deformacji. Zdolność HPMC do odzwierciedlenia wpływu HPMC na wytłaczalność moździerza drukowania 3D. Patrz wskaźnik mieszania w tabeli 2, aby przygotować pastę cementową P-H0, P-H0.10, P-H0.20, P-H0.30, użyj wisurki DVnext Brookfield z adapterem do testowania jego właściwości reologicznych. Temperatura środowiska testowego wynosi (20 ± 2) ° C. Czysta zawiesina jest wstępnie wycięta przez 10 s przy 60,0 s-1, aby gnojowica jest równomiernie rozłożona, a następnie zatrzymuje się przez 10 s, a następnie szybkość ścinania wzrasta z 0,1 s-1 do 60,0 s-1, a następnie zmniejsza się do 0,1 s-1.
Model Bingham pokazany w równaniu. (1) służy do liniowego dopasowania krzywej szybkości ścinania naprężenia w stabilnym etapie (szybkość ścinania wynosi 10,0 ~ 50,0 s-1).
τ = τ0+μγ (1).
gdzie τ jest naprężeniem ścinającym; τ0 to granica plastyczności; μ to lepkość plastikowa; γ to szybkość ścinania.
Gdy materiał na bazie cementu znajduje się w stanie statycznym, lepkość plastiku μ reprezentuje stopień trudności uszkodzenia układu koloidalnego, a granica plastyczności τ0 odnosi się do minimalnego naprężenia wymaganego do przepływu zawiesiny. Materiał przepływa tylko wtedy, gdy występuje naprężenie ścinające wyższe niż τ0, dzięki czemu można go wykorzystać do odzwierciedlenia wpływu HPMC na zdolność do ustawiania zaprawy drukowania 3D.
1.2.4Test właściwości mechanicznej
Odnosząc się do GB/T 17671-1999 „Metoda testowania siły zaprawy cementowej”, próbki zapraw o różnych zawartości HPMC przygotowano zgodnie z współczynnikiem mieszania w tabeli 2, a ich 28-dniowe wytrzymałości na ściskanie i zginanie zostały przetestowane.
Nie ma istotnego standardu dla metody testowej siły wiązania między warstwami moździerza drukowania 3D. W tym badaniu zastosowano metodę podziału do testu. Próbka zaprawy 3D została wyleczona przez 28 dni, a następnie wycięto na 3 części, odpowiednio o nazwie A, B, C. , jak pokazano na ryc. 2 (a). Uniwersalną maszynę testową CMT-4204 (zakres 20 KN, klasa dokładności 1, szybkość obciążenia 0,08 mm/min) zastosowano do załadowania trzyczęściowego połączenia międzywarstwowego do zatrzymania awarii podzielonej, jak pokazano na rysunku 2 (b).
Siła wiązań międzyprawinowych Pb próbki jest obliczana zgodnie z następującym wzorem:
Pb = 2Fπa = 0,637 FA （2）
gdzie f jest obciążeniem awarii próbki; A jest obszarem podzielonej powierzchni próbki.
1.2.5Mikromorfologia
Mikroskopową morfologię próbek po 3 dni zaobserwowano za pomocą skaningowego mikroskopu elektronowego kwantowego (SEM) z FEI Company, USA.
Czas po: 27-2022 września