1.1materia prima
The cement adopts P·Ⅱ 52.5 cement (PC) produced by Nanjing Onotian Cement Plant, hydroxypropyl methylcellulose, white powder, water content is 2.1%, pH value is 6.5 (1% aqueous solution, 25 ℃), viscosity is 95 Pa s (2% aqueous solution, 20 ℃), the dosage (calculated by cement mass) is 0%, 0.05%, 0.10%, 0.20%, 0.30%, respectivamente; El agregado fino es la arena de cuarzo con un tamaño de partícula de 0.212 ~ 0.425 mm.
1.2método experimental
1.2.1Preparación de material
Usando un mezclador de mortero del modelo JJ-5, primero mezcle HPMC, cemento y arena de manera uniforme, luego agregue agua y mezcle durante 3 minutos (2 minutos a baja velocidad y 1 min a alta velocidad), y la prueba de rendimiento se lleva a cabo inmediatamente después de la mezcla.
1.2.2Evaluación de rendimiento imprimible
La imprimibilidad del mortero se caracteriza principalmente por la extruido y la apilamiento.
La buena extruido es la base para realizar la impresión 3D, y el mortero se requiere para ser suave y no bloquear la tubería durante el proceso de extrusión. Requisitos de entrega. Refiriéndose a GB/T 2419-2005 "La determinación de la fluidez del mortero de cemento", la fluidez del mortero que se dejó en pie durante 0, 20, 40 y 60 minutos se probó mediante la prueba de mesa de salto.
La buena capacidad de apilamiento es la clave para realizar la impresión 3D. Se requiere que la capa impresa no colapse ni se deforme significativamente bajo su propio peso y la presión de la capa superior. La tasa de retención de forma y la resistencia a la penetración bajo su propio peso se pueden utilizar para caracterizar de manera integral la capacidad de apilamiento del mortero de impresión 3D.
La tasa de retención de forma bajo su propio peso refleja el grado de deformación del material bajo su propio peso, que puede usarse para evaluar la capacidad de apilamiento de los materiales de impresión 3D. Cuanto mayor sea la tasa de retención de forma, menor es la deformación del mortero bajo su propio peso, que es más propicio para la impresión. Referencia, coloque el mortero en un molde cilíndrico con un diámetro y una altura de 100 mm, RAM y vibre 10 veces, raspe la superficie superior y luego levante el molde para probar la altura de retención del mortero, y el porcentaje de ella con la altura inicial es la tasa de retención de forma. El método anterior se usó para probar la tasa de retención de forma del mortero después de representar 0, 20, 40 y 60 minutos respectivamente.
La capacidad de apilamiento del mortero de impresión 3D está directamente relacionado con el proceso de ajuste y endurecimiento del material en sí, por lo que el método de resistencia a la penetración se utiliza para obtener el desarrollo de rigidez o el comportamiento de construcción estructural de los materiales a base de cemento durante el proceso de configuración, para caracterizar indirectamente la capacidad de apilamiento. Consulte JGJ 70 - 2009 "Método de prueba para el rendimiento básico del mortero de construcción" para probar la resistencia a la penetración del mortero.
Además, se usó una impresora de marco de pórtico para extruir e imprimir el contorno de un cubo de una sola capa con una longitud lateral de 200 mm, y los parámetros de impresión básicos, como el número de capas de impresión, el ancho del borde superior y el ancho del borde inferior se probaron. El grosor de la capa de impresión es de 8 mm, y la velocidad de movimiento de la impresora es de 1 500 mm/min.
1.2.3Prueba de propiedad reológica
El parámetro reológico es un parámetro de evaluación importante para caracterizar la deformación y la trabajabilidad de la suspensión, que puede usarse para predecir el comportamiento de flujo de la suspensión de cemento de impresión 3D. La viscosidad aparente refleja la fricción interna entre las partículas en la suspensión y puede evaluar la resistencia de la suspensión al flujo de deformación. La capacidad de HPMC para reflejar el efecto de HPMC sobre la extrudibilidad del mortero de impresión 3D. Consulte la relación de mezcla en la Tabla 2 para preparar la pasta de cemento P-H0, P-H0.10, P-H0.20, P-H0.30, use un viscosímetro DVNEXT Brookfield con un adaptador para probar sus propiedades reológicas. La temperatura del entorno de prueba es (20 ± 2) ° C. La suspensión pura se elimina previamente durante 10 s a 60.0 S-1 para distribuir la suspensión uniformemente, y luego se detiene durante 10 s, y luego la velocidad de corte aumenta de 0.1 S-1 a 60.0 S-1 y luego disminuye a 0.1 S-1.
El modelo Bingham que se muestra en la ecuación. (1) se usa para ajustar linealmente la curva de velocidad de cizallamiento de tensión de corte en la etapa estable (la velocidad de corte es 10.0 ~ 50.0 S-1).
τ = τ0+μγ (1).
donde τ es el estrés cortante; τ0 es el estrés de rendimiento; μ es la viscosidad de plástico; γ es la velocidad de corte.
Cuando el material a base de cemento está en estado estático, la viscosidad de plástico μ representa el grado de dificultad de la falla del sistema coloidal, y el estrés de rendimiento τ0 se refiere al estrés mínimo requerido para que la suspensión fluya. El material solo fluye cuando se produce el estrés cortante superior al τ0, por lo que puede usarse para reflejar la influencia de HPMC en la capacidad de apilamiento del mortero de impresión 3D.
1.2.4Prueba de propiedad mecánica
Refiriéndose a GB/T 17671-1999 "Método de prueba para la resistencia del mortero de cemento", se prepararon las muestras de mortero con diferentes contenidos de HPMC de acuerdo con la relación de mezcla en la Tabla 2, y sus resistencias a la compresión y flexión de 28 días se probaron.
No existe un estándar relevante para el método de prueba de la resistencia de unión entre las capas de mortero de impresión 3D. En este estudio, el método de división se utilizó para la prueba. La muestra de mortero de impresión 3D se curó durante 28 días, y luego se cortó en 3 partes, llamada A, B, C respectivamente. , como se muestra en la Figura 2 (a). Se usó la máquina de prueba universal CMT-4204 (rango de 20 kN, clase de precisión 1, velocidad de carga 0.08 mm/min) para cargar la unión entre capas de tres partes para dividir la parada de falla, como se muestra en la Figura 2 (b).
La resistencia al enlace interlaminar Pb de la muestra se calcula de acuerdo con la siguiente fórmula:
Pb = 2fπa = 0.637 fa （2）
donde f es la carga de falla del espécimen; A es el área de la superficie dividida de la muestra.
1.2.5Micromorfología
La morfología microscópica de las muestras a los 3 días se observó con un microscopio electrónico de barrido cuanta 200 (SEM) de FEI Company, EE. UU.
Tiempo de publicación: septiembre-27-2022