1.1matérias-primas
O cimento adota p · ⅱ 52,5 cimento (PC) produzido pela planta de cimento nanjing onotiano, hidroxipropilmetilcelulose, pó branco, teor de água é 2,1%, o valor de pH é 6,5 (1%de solução aquosa, 25 ℃), a viscosidade é 95 p. 0,10%, 0,20%, 0,30%, respectivamente; O agregado fino é uma areia de quartzo com um tamanho de partícula de 0,212 ~ 0,425 mm.
1.2Método do experimento
1.2.1Preparação do material
Usando um misturador de argamassa do modelo JJ-5, misture primeiro o HPMC, cimento e areia uniformemente, adicione água e misture por 3 min (2 min em baixa velocidade e 1 min em alta velocidade) e o teste de desempenho é realizado imediatamente após a mistura.
1.2.2Avaliação de desempenho imprimível
A impressão da argamassa é caracterizada principalmente por extrudabilidade e empackabilidade.
A boa extrudabilidade é a base para a realização da impressão 3D, e a argamassa é necessária para ser suave e não bloquear o tubo durante o processo de extrusão. Requisitos de entrega. Referindo-se a GB/T 2419-2005 “Determinação da fluidez da argamassa de cimento”, a fluidez da argamassa que foi deixada em pé por 0, 20, 40 e 60 min foi testada pelo teste de mesa de salto.
Boa empilhabilidade é a chave para realizar a impressão 3D. É necessário que a camada impressa não colapse ou se deforme significativamente sob seu próprio peso e a pressão da camada superior. A taxa de retenção de formas e a resistência à penetração sob seu próprio peso podem ser usadas para caracterizar de forma abrangente a pilha da argamassa de impressão 3D.
A taxa de retenção de formas sob seu próprio peso reflete o grau de deformação do material sob seu próprio peso, que pode ser usado para avaliar a empackabilidade dos materiais de impressão 3D. Quanto maior a taxa de retenção de forma, menor a deformação da argamassa sob seu próprio peso, que é mais propício à impressão. Referência, coloque a argamassa em um molde cilíndrico com um diâmetro e uma altura de 100 mm, RAM e vibre 10 vezes, raspe a superfície superior e levante o molde para testar a altura de retenção da argamassa, e a porcentagem dela com a altura inicial é a taxa de retenção de forma. O método acima foi usado para testar a taxa de retenção de forma da argamassa após 0, 20, 40 e 60 min, respectivamente.
A pilhabilidade da argamassa de impressão 3D está diretamente relacionada ao processo de configuração e endurecimento do próprio material, de modo que o método de resistência à penetração é usado para obter o desenvolvimento da rigidez ou o comportamento estrutural da construção de materiais baseados em cimento durante o processo de configuração, de modo a caracterizar indiretamente a pilha. Consulte JGJ 70 - 2009 “Método de teste para desempenho básico da construção de argamassa” para testar a resistência à penetração da argamassa.
Além disso, uma impressora da estrutura de pórtico foi usada para extrudar e imprimir o contorno de um cubo de camada única com um comprimento lateral de 200 mm e os parâmetros básicos de impressão, como o número de camadas de impressão, a largura da borda superior e a largura da borda inferior foram testadas. A espessura da camada de impressão é de 8 mm e a velocidade do movimento da impressora é de 1 500 mm/min.
1.2.3Teste de propriedade reológica
O parâmetro reológico é um importante parâmetro de avaliação para caracterizar a deformação e a trabalhabilidade da pasta, que pode ser usada para prever o comportamento do fluxo da pasta de cimento de impressão 3D. A viscosidade aparente reflete o atrito interno entre as partículas na pasta e pode avaliar a resistência da pasta ao fluxo de deformação. A capacidade do HPMC de refletir o efeito do HPMC na extrudabilidade da argamassa de impressão 3D. Consulte a taxa de mistura na Tabela 2 para preparar a pasta de cimento P-H0, P-H0.10, P-H0.20, P-H0.30, use um viscosímetro Brookfield DVNext com um adaptador para testar suas propriedades reológicas. A temperatura do ambiente de teste é (20 ± 2) ° C. A pasta pura é pré-cisalhada por 10 s a 60,0 s-1 para distribuir a pasta uniformemente e depois parada por 10 s e, em seguida, a taxa de cisalhamento aumenta de 0,1 s-1 para 60,0 s-1 e depois diminui para 0,1 s-1.
O modelo Bingham mostrado na Eq. (1) é usado para ajustar linearmente a curva de taxa de cisalhamento de tensão de cisalhamento no estágio estável (a taxa de cisalhamento é de 10,0 ~ 50,0 s-1).
τ = τ0+μγ (1).
onde τ é o estresse de cisalhamento; τ0 é a tensão de escoamento; μ é a viscosidade plástica; γ é a taxa de cisalhamento.
Quando o material baseado em cimento está em um estado estático, a viscosidade plástica μ representa o grau de dificuldade da falha do sistema coloidal, e a tensão de escoamento τ0 refere-se à tensão mínima necessária para que a pasta flua. O material flui apenas quando a tensão de cisalhamento maior que τ0 ocorre, para que possa ser usada para refletir a influência do HPMC na pilha de argamassa de impressão 3D.
1.2.4Teste de propriedade mecânica
Referindo-se ao GB/T 17671-1999 “Método de teste para a força da argamassa de cimento”, as amostras de argamassa com diferentes conteúdos de HPMC foram preparadas de acordo com a taxa de mistura na Tabela 2, e suas forças compressivas e flexurais de 28 dias foram testadas.
Não existe um padrão relevante para o método de teste da força de ligação entre camadas de argamassa de impressão 3D. Neste estudo, o método de divisão foi usado para o teste. A amostra de argamassa de impressão 3D foi curada por 28 dias e depois cortada em 3 partes, denominada A, B, C, respectivamente. , como mostrado na Figura 2 (a). A máquina de teste universal CMT-4204 (variação de 20 kN, classe 1 de precisão, taxa de carregamento 0,08 mm/min) foi usada para carregar a junção intercalar de três partes para dividir a parada de falha, como mostra a Figura 2 (b).
A força de união interlaminar Pb da amostra é calculada de acordo com a seguinte fórmula:
Pb = 2fπa = 0,637 fa （2）
onde f é a carga de falha da amostra; A é a área da superfície dividida da amostra.
1.2.5Micromorfologia
A morfologia microscópica das amostras em 3 dias foi observada com um microscópio eletrônico de varredura (SEM) da FEI da FEI, EUA.
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