矿物掺合料与化学外加剂对3D打印砂浆性能的影响

研究了矿物掺合料与化学外加剂对3D打印砂浆流变性能、凝结时间及打印性能的影响.结果表明:复掺矿粉与硅灰可显著改善打印砂浆的流变性能,延长打印砂浆的可操作时间,提高打印砂浆的打印性能;随着减水剂掺量的增加,打印砂浆的黏度、屈服应力及触变性均逐渐降低,凝结时间延长,减水剂掺量过低或过高均会对打印砂浆的打印性能产生不利影响;掺加适量缓凝剂可降低打印砂浆的黏度和屈服应力,改善其挤出性;随着石膏掺量的增加,打印砂浆的表观黏度、屈服应力、触变性及有效打印高度均呈现先降后增趋势,而挤出性变化规律与之相反.     

3D打印建筑砂浆的工作性和可建造性及其影响因素

研究了聚合物、矿物掺和料、骨料等对3D打印建筑砂浆的可挤出性、出料连续性、堆积性能以及层间衔接性能的影响。结果表明:不掺聚合物或乳胶粉(FX)、塑化剂(KHC)单掺及两者复掺时3D打印建筑砂浆的挤出性较差,掺加保塑剂(HMC)有利于打印砂浆的挤出,HMC与FX复掺可进一步改善打印砂浆的挤出性能。掺加复合矿物掺和料,采用合适的骨料,且HMC、FX和KHC同时掺加时,打印砂浆具有良好的挤出性能、出料连续性、较小的塑性变形,实现了较大的有效堆积高度。采用优化配比打印的建筑构件,层间衔接良好,无宏观缺陷。打印砂浆的工作性、可建造性与其流动度或容重没有必然关系,传统的砂浆流动性无法有效表征3D打印砂浆的工作性。     

羟丙基甲基纤维素对3D打印砂浆性能的影响

通过研究不同掺量羟丙基甲基纤维素(HPMC)对3D打印砂浆可打印性能、流变性能及力学性能的影响规律,探讨了HPMC的适宜掺量,并结合微观形貌分析其影响机理.结果表明:砂浆流动度随着HPMC掺量增加而降低,即可挤出性随着HPMC掺量增加而降低,但流动性保持能力提高,加入适宜掺量的HPMC后砂浆仍具有良好的可挤出性;自重下形状保留率、贯入阻力均随HPMC掺量增加而显著增加,即随HPMC掺量增加,可堆叠性提高,可打印时间延长;从流变学的角度来看,随着HPMC掺量的增加,浆体表观黏度、屈服应力和塑性黏度显著增大,可堆叠性提升;触变性随HPMC掺量增加而先增大后减小,可打印性能提升;HPMC掺量过高会引起砂浆孔隙率增大、强度下降,建议HPMC掺量不超过0.20％.     

颜料在3D打印彩色砂浆的应用

使用3种不同的无机颜料制作3D打印彩色砂浆,探究不同颜料种类和掺量变化对3D打印彩色砂浆工作性能、力学性能和干燥收缩的影响,并借助XRD图谱了解3种无机颜料的主要成分,研究颜料对3D打印彩色砂浆水化机理产生的影响。工作性能：3D打印彩色砂浆的流变性能随着颜料掺量的增加呈现降低趋势,颜料在一定的程度可以改善3D打印彩色砂浆的挤出性,提高可建造性,降低开放时间。力学性能：随着颜料掺量的增加,3D打印彩色砂浆试件的抗折、抗压强度呈现先增加后降低的趋势,红、绿、蓝3种颜料掺量为7%时,3D打印彩色砂浆颜色鲜艳靓丽,抗折、抗压强度最高。干燥收缩：颜料的掺入会降低砂浆试件的收缩性能。为以后的学者研究3D打印彩色砂浆的应用,提供技术基础。     

添加剂对3D打印轻骨料混凝土流变性和可打印性的影响

研究了骨料(石英砂、玻化微珠)、保塑剂(HMC)、塑化剂(KHC)、乳胶粉(FX)对3D打印轻骨料混凝土(3DPLAC)的流变性能、挤出性、堆积性能以及容重的影响.结果 表明:在相同水胶比下,随着玻化微珠取代量的增加,3D打印轻骨料混凝土的表观黏度、触变性和屈服应力明显下降,挤出性、堆积性能降低,容重显著下降;随着HMC和KHC掺量的增大,3D打印轻骨料混凝土的表观黏度、触变性、屈服应力均明显增大;随着FX掺量的增加,3D打印轻骨料混凝土的表观黏度、触变性以及屈服应力呈先减小后增大的变化趋势.通过优化各组分配比,3D打印轻骨料混凝土可获得适宜的流变性能,可打印性得到显著改善,容重明显降低.     

3D打印水泥基材料的可挤出性表征方法

无模快速成型使3D打印水泥基材料具有十分广阔的发展前景,打印材料的性能测试是3D打印技术的重要一环.在不同水灰比和胶砂比下,采用输送试验、稠度试验和可挤出率对3D打印水泥基材料的可挤出性进行表征.结果表明:输送长度与可挤出性呈正相关;当稠度在4 cm以上时,砂浆具有良好的可挤出性;稠度损失至无法满足可挤出性的时间均在2...     

化学外加剂对3D打印建筑砂浆流变性能的影响

研究了减水剂和缓凝剂在不同剪切速率下对3D打印建筑砂浆表观黏度、触变性及流变性能的影响。结果表明,增加减水剂的掺量,表观黏度几乎不变,触变性先降低后趋于不变,塑性黏度先降低后增加,屈服应力逐渐降低;缓凝剂会增大3D打印建筑砂浆的表观黏度,提高浆体的屈服应力,掺量较高时会增大砂浆的触变性。掺加适量减水剂和缓凝剂可使3D打印砂浆具有较好的流变性能,使之能适应打印的需求。     

聚合物对水下3D打印建筑砂浆性能的影响

研究了乳胶粉、纤维素醚、淀粉醚掺量对水下3D打印建筑砂浆（3DP-BM）流变性能、工作性能、抗分散性能以及力学性能的影响.结果表明：未掺乳胶粉或纤维素醚,以及淀粉醚掺量过高都会导致3DP-BM无法在水下进行打印;同时掺加乳胶粉、纤维素醚和淀粉醚,3DP-BM具有良好的工作性能、适宜的力学强度和水下抗分散性能;当乳胶粉掺量为0.500%、纤维素醚掺量为0.100%、淀粉醚掺量为0.025%时,3DP-BM具有适宜的可操作时间,良好的水下抗分散性能,以及较高的水下强度和水下堆积高度.     

3D打印水泥基材料的建造性研究

通过塑性强度、静态屈服应力和跳桌流动度的经时变化试验,研究了纳米黏土与减水剂协同作用对3D打印水泥基材料(3DPC)建造性的影响,并以流变性能为参考依据,建立了3DPC建造性的评价指标。结果表明,复掺纳米黏土和增黏型聚羧酸减水剂的3DPC经时塑性强度和经时静态屈服应力均随纳米黏土掺量增加而提高,纳米黏土的适宜掺量为0.8%;当静态屈服应力时变速率为2.0~4.2 Pa/s时,可实现3DPC的挤出性与建造性的协同;在可打印、可建造窗口时间内,3DPC的跳桌流动度为170~190 mm。掺用纳米黏土和增黏型聚羧酸减水剂对3DPC的流变参数进行调控是提高3DPC建造性的有效途径。     

混凝土3D打印材料的性能与评价方法

3D打印技术的关键在于打印材料的性能,要求其具有良好的流动性、可塑性、挤出性、建造性且凝结时间可调,从而实现可连续打印、无坍塌;同时,还要求其硬化后具有较高的力学性能,以保证打印构建能承受自重及抵抗外力冲击。本文针对混凝土打印材料的性能及评价方法进行总结和分析,为混凝土3D打印技术的后续研究提供参考,并指出混凝土3D打印技术存在的挑战和未来的研究方向。     

浆体流变性对C60超高泵送混凝土工作性能的影响

基于Bingham(宾厄姆)流体模型,通过测定不同配合比参数C60超高泵送混凝土浆体流变性及工作性能指标参数,采用数值分析方法对屈服强度及塑性黏度进行拟合,分析了流变性与工作性能之间的关系。结果表明:水胶比、粉煤灰掺量是影响浆体流变性参数的主要因素,混凝土坍落扩展度、倒提时间与砂浆流变性之间的关系都可用一元二次方程近似表示;当砂浆塑性黏度在0.42~1.63 Pa·s,屈服应力在55.2~83.7 Pa范围内时,混凝土可满足易泵送的工作性能指标要求。     

快硬硫铝酸盐水泥在3D打印材料中的应用

将快硬硫铝酸盐水泥(R·SAC)掺加到普通硅酸盐水泥(P·O)中得到混合水泥,以改善P·O 3D打印材料凝结时间长、早期强度低的缺点,系统研究了R·SAC掺量对其凝结时间、力学性能、流动性和堆积性的影响.结果 表明:当R·SAC掺量为14％～20％时,促凝效果明显,有效降低了混合水泥净浆、砂浆的凝结时间,混合水泥净浆的初凝时间可以控制在40～70 min,满足3D打印的要求;掺加R·SAC可以提高材料的流动性,当R·SAC掺量为20％时,混合水泥砂浆的流动度比P·O砂浆提高了11 mm,稠度提高了15 mm;当混合水泥砂浆的流动度在160～175 mm时,可以满足3D打印材料的堆积性要求;掺加少量R·SAC对混合水泥砂浆的早期强度有一定的提升,但是其后期强度有所降低.     

钢渣掺量对3D打印地聚物工作性能和早期强度影响

将多种固废协同制备地聚物用于3D打印胶凝材料,可以提高3D打印技术的可持续性,为固废处置提供新型资源化利用途径,但是关于3D打印固废地聚物的工作性能和早期强度有待研究。本文以钢渣、粉煤灰、矿渣粉三种工业固废为原料,以偏硅酸钠为激发剂,“一步法”制备可3D打印的多固废地聚物,测试不同原料配比下地聚物的流动度、凝结时间和早期(7d)抗压强度,分析钢渣掺量和用水量对其工作性能和强度影响,并进行了3D打印初试。结果表明,适当钢渣掺量可缩短凝结时间,早期强度随用水量而增加,改变钢渣掺量可控制3D打印多固废地聚物的工作性能。     

玻璃微珠对OPC-SAC体系复合胶凝材料性能的影响及在3D打印中应用

通过在OPC-SAC体系和矿物掺合料组成的复合胶凝材料中掺入中空玻璃微珠,制备出了符合挤出式建筑3D打印要求的材料。实验结果表明,复合胶凝材料体系初凝时间为11~19 min,终凝时间为20~45 min;3 d抗压强度为50~70 MPa,3 d抗折强度为5~7 MPa,28 d抗压强度为60~90 MPa,28 d抗折强度为7~12 MPa;可满足建筑3D打印的可挤出性、可建造性和可连续性的要求。     

聚合物对3D打印建筑砂浆流变性能的影响

研究了聚合物在不同剪切速率下对3D打印建筑砂浆表观黏度的影响,同时还对3D打印建筑砂浆的触变性、屈服应力和塑性黏度进行了研究.结果表明：单掺保塑剂（HMC）会对3D打印建筑砂浆的表观黏度、触变性、塑性黏度和屈服应力产生较大的影响;HMC与塑化剂（KHC）复掺、乳胶粉（FX）与KHC复掺以及HMC、KHC、FX复掺具有很好的协同效应;复掺HMC、KHC、FX的砂浆在适当掺量下,可取得良好的3D打印性能.