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.     

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.     

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.     

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％.     

聚羧酸高效减水剂的掺量对3D打印砂浆性能的影响

以聚羧酸减水剂对3D打印砂浆性能的影响为目标,选定和保持流动度基本不变,调整减水剂掺量和用水量,研究减水剂掺量对3D打印砂浆性能的影响。结果表明,随着减水剂掺量的增大,用水量降低,流动度经时损失降低,堆叠性降低,打印性能先变好后变差,强度增加,且性能变化较大或发生转折时的掺量与最大减水率对应的掺量有关。3D打印砂浆的减水剂最佳掺量不同于普通混凝土,综合考虑宜选中低掺量。     

3D打印建筑砂浆流变性与打印性能及其相关性

3D打印建筑砂浆的打印性能受其流变性能的影响,基于自制的3D打印设备和提出的3D打印建筑砂浆挤出性能与打印性能的测试评价方法,对3D打印建筑砂浆的流变性能、打印性能以及凝结时间的试验结果进行汇总分析,结果表明:具有良好打印性能的3D打印建筑砂浆须具有适宜的流变性能以及合适的凝结时间;可挤出性是实现3D打印堆积过程的前提,随着打印砂浆挤出性能的增加,打印高度有降低的趋势;可打印砂浆的流变性能处在一定的参数范围内,其范围为:表观黏度在4.0~7.0 Pa·s之间、屈服应力在50~80 Pa之间,触变性在900~2000 Pa/s之间。     

不同因素对建筑渣土泥浆流变性能的影响

采用赫切尔-巴尔克模型拟合流变曲线，研究了含水率、外加剂（聚羧酸减水剂和季铵盐型表面活性剂）对建筑渣土泥浆在不同静置时间下流变性能的影响，并阐明了外加剂的作用机理.结果表明：随着含水率的增大，建筑渣土泥浆的流变性能参数均减小；随着2种外加剂掺量的增大，建筑渣土泥浆的初始表观黏度和塑性黏度先增大后减小；建筑渣土泥浆的屈服应力随着季铵盐型表面活性剂掺量的增加而一直增大，随着聚羧酸减水剂掺量的增大先增大后减小，相同掺量下聚羧酸减水剂的作用效果更好；外加剂分子间的排斥力与黏土对外加剂的吸附力两者之间的主导作用决定建筑渣土泥浆的流变性能.     

基于流变性能的聚合物水泥砂浆配合比影响研究

通过室内试验测定了不同配合比聚合物水泥砂浆的剪切应力和表观黏度值以研究其流变性能变化规律。结果表明:增大砂灰比和水灰比,聚合物水泥砂浆的屈服应力增大,塑性黏度减小;增加可再分散性乳胶粉的掺量,聚合物水泥砂浆的屈服应力不变,但塑性黏度增大;增大纤维素醚掺量,聚合物水泥砂浆的屈服应力先增后剧减,塑性黏度增大。     

减水剂与降黏剂对混凝土流变性能的影响研究

针对低水胶比情况下混凝土黏度大的问题,在混凝土中掺入减水剂和降黏剂,研究其掺量对混凝土流变性能的影响。试验结果显示:随着减水剂掺量的增加,混凝土的黏度逐渐减小,触变性能逐渐变小,流变性能逐渐增大;随着降黏剂掺量的增加,混凝土的黏度、滞回曲线面积、触变性能逐渐减小,流变性能逐渐增大;当混凝土的初始流变性较小时,减水剂复掺降黏剂后对混凝土的流变性能改善效果明显,当混凝土的初始流变性较大时,减水剂复掺降黏剂后对混凝土流变性能改善效果甚微。     

橡胶颗粒对砂浆流变性能影响的试验研究

采用BROOKFIELD R/S流变仪研究了掺橡胶颗粒砂浆浆体的流变性能,分析了在不同体积替代率的橡胶颗粒掺量下,砂浆浆体的流动度、屈服应力和塑性黏度变化情况。研究结果表明:掺橡胶颗粒砂浆浆体的流变性能符合Bingham流体模型;随着橡胶颗粒替代率的提高,砂浆浆体流动度不断降低;砂浆浆体的屈服应力和塑性黏度随着橡胶颗粒替代率的提高均增大,其中屈服应力的增大幅度明显大于塑性黏度;掺橡胶颗粒的砂浆浆体屈服应力和塑性黏度均与流动度表现出良好的线性相关性,且随着砂浆浆体流动性的增大,屈服应力和塑性黏度均降低;随着剪切速率的增大,掺橡胶颗粒砂浆浆体发生显著的剪切稀化现象,塑性黏度呈现先降低后逐步稳定的特点。     

若干因素对水泥砂浆流变性能的影响

采用旋转黏度计研究了不同因素对水泥砂浆流变性能的影响,分析了水泥砂浆的塑性黏度、屈服应力及触变性与流动度之间的关系.结果表明:当流动度为134～300mm时,水泥砂浆的流变特征符合宾汉姆流体模型;水灰比、骨胶比、矿物掺和料以及化学外加剂等因素虽对水泥砂浆的塑性黏度、屈服应力及触变性有不同程度的影响,但并不改变水泥砂浆的流体模型;水泥砂浆的塑性黏度、屈服应力与流动度之间的相关性较弱,而水泥砂浆的触变性与流动度之间存在相关性.     

残余碳对掺萘系减水剂水泥浆体流变性的影响

以木炭模拟研究了残余碳对掺萘系减水剂水泥浆体流变性的影响,测试了水泥颗粒对萘系减水剂的吸附量以及浆体的流动度、Marsh时间、饱和掺量、表观黏度及剪切应力,同时观察了浆体絮凝情况.结果表明：随着残余碳含量的增加,萘系减水剂的表观吸附量逐渐增大;掺萘系减水剂水泥浆体的流动性随着残余碳含量的增加而下降,表现为浆体流动度下降、Marsh时间增大、饱和掺量增大、分散性下降、浆体絮凝结构数量及强度增大、剪切应力及表观黏度增大;浆体流动性与萘系减水剂的表观吸附量存在反向对应关系.     

云母粉对水泥砂浆流变性能的影响

采用水泥砂浆流变仪、有机碳测定仪、电子显微镜等测试了含云母粉的水泥砂浆流动性、流变参数、云母粉对聚羧酸减水剂的吸附以及云母粉的颗粒形貌,研究了云母粉对水泥砂浆流动性的影响。结果表明:含云母粉的水泥砂浆流动性降低、黏度增加、触变性增大;云母粉对聚羧酸减水剂的吸附不及水泥,不是造成水泥砂浆流动性问题的主要原因,而云母粉颗粒扁平状形貌才是造成水泥砂浆流动性问题的关键因素。     

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。     

Effect of coarse aggregate characteristics on concrete rheology

In the present study, concrete was considered as a two-phase material, consisting of coarse aggregate (CA) and mortar. Coarse aggregate properties were characterized by fineness, uncompacted void and friction angle. The combined effects of CA characteristics and mix design on the rheological properties of the corresponding concrete were investigated using a portable IBB concrete rheometer. Experimental results indicated that a higher CA and fine aggregate content normally result in higher concrete rheological parameters (yield stress and viscosity). For a given type and amount of mortar, concrete yield stress and viscosity generally increase with the uncompacted void content and friction angle but decreased with the size (or fineness) of CA. Well graded CA, generally having low uncompacted void content, provides concrete with considerably reduced yield stress and viscosity when compared with single-sized CA. In addition, a multiple-parameter linear regression analysis was conducted to evaluate how different CA characteristics (fineness, uncompacted void and friction angle) and mix design parameters (mortar composition, and CA volume fraction) affect concrete rheological behavior.