영어: 3D 프린팅 모르타르의 인쇄성, 유변학적 특성 및 기계적 특성에 대한 다양한 투여량의 효과를 연구함으로써 HPMC의 적절한 투여량을 논의하고 그 영향 메커니즘을 미시적 형태와 결합하여 분석했습니다. 결과에 따르면 모르타르의 유동성은 HPMC의 함량이 증가함에 따라 감소합니다. 즉, 압출성은 HPMC의 함량이 증가함에 따라 감소하지만 유동성 유지 능력은 향상됩니다. 압출성, 형상 유지율 및 자중 하의 관통 저항성은 HPMC 함량이 증가함에 따라 크게 증가합니다. 즉, HPMC 함량이 증가함에 따라 적재성이 향상되고 인쇄 시간이 길어집니다. 유변학적 관점에서 HPMC의 함량이 증가함에 따라 슬러리의 겉보기 점도, 항복 응력 및 소성 점도가 크게 증가했으며 적재성이 향상되었습니다. 틱소트로피는 HPMC의 함량이 증가함에 따라 먼저 증가한 다음 감소했으며 인쇄성이 향상되었습니다. HPMC의 함량이 증가했습니다. 너무 높으면 모르타르의 기공률이 증가하고 강도가 저하됩니다. HPMC의 함량은 0.20%를 초과하지 않는 것이 좋습니다.
영어: 최근 몇 년 동안 3D 프린팅(또는 "적층 제조"라고도 함) 기술이 급속히 발전하여 생명공학, 항공우주 및 예술 창작과 같은 많은 분야에서 널리 사용되고 있습니다. 3D 프린팅 기술의 무형성 공정은 재료와 구조 설계의 유연성을 크게 개선했으며 자동화된 시공 방법은 인력을 크게 절약할 뿐만 아니라 다양한 열악한 환경에서의 건설 프로젝트에 적합합니다. 3D 프린팅 기술과 건설 분야의 결합은 혁신적이고 유망합니다. 현재 시멘트 기반 재료의 3D 프린팅의 대표적인 공정은 압출 적층 공정(윤곽 공정 윤곽 제작 포함)과 콘크리트 프린팅 및 분말 접합 공정(D형 공정)입니다. 그 중 압출 적층 공정은 기존 콘크리트 성형 공정과 차이가 적고 대형 구성 요소의 실현 가능성이 높으며 시공 비용이 저렴하다는 장점이 있습니다. 열등한 장점은 현재 시멘트 기반 재료의 3D 프린팅 기술 연구 핫스팟이 되었습니다.
3D 프린팅의 "잉크 재료"로 사용되는 시멘트 기반 재료의 경우 성능 요구 사항이 일반 시멘트 기반 재료와 다릅니다. 한편으로는 신선하게 혼합된 시멘트 기반 재료의 작업성에 대한 특정 요구 사항이 있으며 건설 공정은 원활한 압출 요구 사항을 충족해야 합니다. 다른 한편으로는 압출된 시멘트 기반 재료는 쌓을 수 있어야 합니다. 즉, 자체 중량과 상층의 압력의 작용으로 인해 붕괴되거나 크게 변형되지 않습니다. 또한 3D 프린팅의 적층 공정은 층 사이의 층을 만듭니다. 층간 계면 영역의 우수한 기계적 특성을 보장하기 위해 3D 프린팅 건축 자재는 접착력도 우수해야 합니다. 요약하면 압출성, 적층성 및 높은 접착력의 설계가 동시에 설계되었습니다. 시멘트 기반 재료는 건설 분야에서 3D 프린팅 기술을 적용하기 위한 전제 조건 중 하나입니다. 시멘트 재료의 수화 공정과 유변학적 특성을 조정하는 것은 위의 인쇄 성능을 개선하는 두 가지 중요한 방법입니다. 시멘트계 재료의 수화 공정 조절은 구현이 어렵고, 파이프 막힘 등의 문제가 발생하기 쉽습니다. 또한, 유동 특성 조절은 인쇄 공정 중 유동성을 유지하고 압출 성형 후 구조화 속도를 유지해야 합니다. 현재 연구에서는 점도 조절제, 무기 혼합물, 나노클레이 등을 사용하여 시멘트계 재료의 유동 특성을 조절하여 인쇄 성능을 향상시키는 방법을 많이 연구하고 있습니다.
히드록시프로필 메틸셀룰로오스(HPMC)는 일반적인 고분자 증점제입니다. 분자 사슬의 히드록실 및 에테르 결합은 수소 결합을 통해 자유수와 결합할 수 있습니다. 이를 콘크리트에 도입하면 응집력과 보수성을 효과적으로 향상시킬 수 있습니다. 현재 HPMC가 시멘트 기반 재료의 특성에 미치는 영향에 대한 연구는 주로 유동성, 보수성, 레올로지에 미치는 영향에 초점을 맞추고 있으며, 3D 프린팅 시멘트 기반 재료의 특성(예: 압출성, 적층성 등)에 대한 연구는 거의 이루어지지 않았습니다. 또한, 3D 프린팅에 대한 통일된 기준이 없기 때문에 시멘트 기반 재료의 인쇄성 평가 방법은 아직 확립되지 않았습니다. 재료의 적층성은 상당한 변형을 갖는 인쇄 가능한 층의 수 또는 최대 인쇄 높이로 평가됩니다. 위의 평가 방법은 주관성이 높고 보편성이 낮으며 절차가 복잡합니다. 성능 평가 방법은 엔지니어링 응용 분야에서 큰 잠재력과 가치를 가지고 있습니다.
본 논문에서는 다양한 양의 HPMC를 시멘트 기반 재료에 도입하여 모르타르의 인쇄성을 개선하였고, 인쇄성, 유변학적 특성 및 기계적 특성을 연구하여 HPMC 투여량이 3D 프린팅 모르타르 특성에 미치는 영향을 종합적으로 평가하였다. 유동성과 같은 특성을 기반으로 평가 결과를 바탕으로 최적의 양의 HPMC가 혼합된 모르타르를 선택하여 인쇄 검증을 실시하였고, 인쇄물의 관련 매개변수를 시험하였다. 샘플의 미세한 형태 연구를 바탕으로 인쇄 재료의 성능 진화에 대한 내부 메커니즘을 탐구하였다. 동시에, 3D 프린팅 시멘트 기반 재료를 확립하였다. 건설 분야에서 3D 프린팅 기술의 적용을 촉진하기 위한 인쇄 성능의 종합적인 평가 방법을 제시하였다.
게시 시간: 2022년 9월 27일