3Dプリンティングモルタルの特性に対するヒドロキシプロピルメチルセルロースの効果

3Dプリンティングモルタルの印刷可能性、レオロジー特性、および機械的特性に対するヒドロキシプロピルメチルセルロース(HPMC)のさまざまな投与量の効果を研究することにより、HPMCの適切な剤が議論され、その影響メカニズムを微視的な形態と組み合わせて分析しました。結果は、HPMCの含有量の増加とともに迫撃砲の流動性が減少することを示しています。つまり、HPMCの含有量の増加とともに押出性が低下しますが、流動性保持能力は向上します。押出性; HPMC含有量の増加、つまりHPMC含有量が増加すると、自己加重の下での形状保持速度と浸透抵抗が大幅に増加し、スタッカビリティが改善され、印刷時間が長くなります。レオロジーの観点からは、HPMCの含有量が増加すると、スラリーの見かけの粘度、降伏応力、塑性粘度が大幅に増加し、統合性が向上しました。チキソトロピーは最初に増加し、その後HPMCの含有量の増加とともに減少し、印刷可能性が向上しました。 HPMCの含有量が高すぎると、迫撃砲の多孔度が増加し、HPMCの含有量が0.20%を超えてはならないことが推奨されます。

近年、3Dプリント(「Additive Manufacturing」とも呼ばれます)テクノロジーは急速に開発されており、バイオエンジニアリング、航空宇宙、芸術的創造などの多くの分野で広く使用されています。 3Dプリンティングテクノロジーの金型プロセスは、材料を大幅に改善し、構造設計の柔軟性とその自動化された建設方法は人材を大幅に節約するだけでなく、さまざまな過酷な環境での建設プロジェクトにも適しています。 3D印刷技術と建設分野の組み合わせは、革新的で有望です。現在、セメントベースの材料3D印刷の代表的なプロセスは、押出積み重ねプロセス(輪郭プロセスの輪郭作成を含む)およびコンクリート印刷と粉末結合プロセス(D-shapeプロセス)です。その中で、押出積み重ねプロセスには、従来のコンクリート成形プロセスとの小さな違い、大規模なコンポーネントの高い実現可能性、建設コストの利点があります。劣等な利点は、セメントベースの材料の3D印刷技術の現在の研究ホットスポットとなっています。

3Dプリントの「インク材料」として使用されるセメントベースの材料の場合、その性能要件は一般的なセメントベースの材料のパフォーマンス要件とは異なります。一方では、新たに混合したセメントベースの材料の作業性に関する特定の要件があり、建設プロセスは、滑らかな押出の要件を満たす必要があります。一方、押し出されたセメントベースの材料は積み重ね可能である必要があります。つまり、それ自体の体重の作用と、上層。さらに、3Dプリントのラミネーションプロセスにより、層間の層間の層が層間界面界面領域の良好な機械的特性を確保するために、3Dプリントの建築材料も良好な接着を持つはずです。要約すると、押出性、積極性、および高い接着の設計が同時に設計されています。セメントベースの材料は、建設分野で3D印刷技術を適用するための前提条件の1つです。セメント材料の水和プロセスとレオロジー特性の調整は、上記の印刷パフォーマンスを改善するための2つの重要な方法です。セメント材料の水分補給プロセスの調整は、実装することが困難であり、パイプの閉塞などの問題を引き起こすのは簡単です。そして、レオロジー特性の調節は、印刷プロセス中の流動性と押出成形後の構造速度を維持する必要があります。現在の研究では、粘度修飾子、鉱物混合物、ナノクレイなどが、セメントベースのレオロジー特性を調整するためによく使用されます。より良い印刷パフォーマンスを実現するための材料。

ヒドロキシプロピルメチルセルロース(HPMC)は一般的なポリマー増粘剤です。分子鎖のヒドロキシル結合とエーテル結合は、水素結合を介して遊離水と組み合わせることができます。コンクリートに導入すると、その結束を効果的に改善できます。および水分保持。現在、セメントベースの材料の特性に対するHPMCの効果に関する研究は、主に流動性、水分維持、レオロジーへの影響に焦点を当てており、3D印刷セメントベースの材料の特性に関する研究はほとんど行われていません(押出性、積極性など)。さらに、3D印刷の均一な基準がないため、セメントベースの材料の印刷可能性の評価方法はまだ確立されていません。材料の統合性は、有意な変形または最大印刷高さの印刷可能な層の数によって評価されます。上記の評価方法は、高い主観性、貧弱な普遍性、および面倒なプロセスの影響を受けます。パフォーマンス評価方法は、エンジニアリングアプリケーションに大きな可能性と価値があります。

この論文では、HPMCのさまざまな投与量をセメントベースの材料に導入してモルタルの印刷可能性を改善し、3Dプリンティングモルタル特性に対するHPMC投与量の影響は、印刷可能性、レオロジー特性、および機械的特性を研究することで包括的に評価されました。評価結果に基づいた流動性などのプロパティに基づいて、MORTARがHPMCの最適な量と混合された検証のために選択され、印刷されたエンティティの関連パラメーターがテストされました。サンプルの顕微鏡形態の研究に基づいて、印刷材料の性能進化の内部メカニズムが調査されました。同時に、3D印刷セメントベースの材料が確立されました。建設分野での3D印刷技術の適用を促進するための印刷可能なパフォーマンスの包括的な評価方法。


投稿時間:Sep-27-2022