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ヒドロキシプロピルメチルセルロースを使用した3Dプリンティングモルタルの特性に関する実験

1.1原材料

セメントは、ナンジングオノチアンセメントプラント、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、白粉末、水分含有量は2.1%、pH値は6.5(1%水溶液、25が)、粘度は95 Pa s(2%水溶液、20℃)、20℃)、20℃)、dis(20℃)、dis(20℃)、dis os(20)、dos(20))によって生成されたp、ⅱ52.5セメント(PC)を採用しています。それぞれ0.05%、0.10%、0.20%、0.30%。細かい凝集体は、粒子サイズが0.212〜0.425 mmの石英砂です。

1.2実験方法

1.2.1材料の準備

モデルJJ-5のモルタルミキサーを使用して、まずHPMC、セメント、砂を均等に混ぜ、次に水を加えて3分間(低速で2分、高速で1分)混合し、混合直後​​にパフォーマンステストを実施します。

1.2.2印刷可能なパフォーマンス評価

モルタルの印刷可能性は、主に押出性と統合性によって特徴付けられます。

優れた押出性は、3D印刷を実現するための基礎であり、迫撃砲は滑らかであり、押し出しプロセス中にパイプをブロックしないことが必要です。配信要件。 GB/T 2419-2005「セメントモルタルの流動性の測定」を参照すると、0、20、40、および60分間立ったままにしたモルタルの流動性は、ジャンプテーブルテストによってテストされました。

優れたスタッカビリティは、3D印刷を実現するための鍵です。印刷された層が、それ自体の重量と上層の圧力の下で大幅に崩壊または変形しないことが必要です。それ自体の重量の下での形状保持速度と浸透抵抗を使用して、3Dプリンティングモルタルの統合性を包括的に特徴付けることができます。

独自の重量の下での形状保持速度は、3D印刷材料の統合性を評価するために使用できる独自の重量の下での材料の変形の程度を反映しています。形状保持速度が高いほど、それ自体の重量の下でのモルタルの変形が小さく、これは印刷をより助長します。参照して、直径と高さ100 mmの円筒形の型に迫撃砲を入れ、RAMと振動を10回、上面を削り、型を持ち上げてモルタルの保持高さをテストし、初期の高さでその割合は形状保持率です。上記の方法は、それぞれ0、20、40、および60分間立った後、モルタルの形状保持速度をテストするために使用されました。

3Dプリンティングモルタルの統合性は、材料自体の設定と硬化プロセスに直接関連しているため、浸透抵抗法を使用して、設定プロセス中にセメントベースの材料の剛性の発達または構造構造挙動を取得し、間接的に安定性を特徴付けます。 JGJ 70 - 2009「建物モルタルの基本性能のテスト方法」を参照して、モルタルの浸透抵抗をテストしてください。

さらに、ガントリーフレームプリンターを使用して、200 mmの辺の長さの単一層キューブの輪郭を押し出して印刷し、印刷層の数、上端の幅、下端の幅などの基本的な印刷パラメーターをテストしました。印刷層の厚さは8 mmで、プリンターの移動速度は1 500 mm/minです。

1.2.3レオロジー特性テスト

レオロジーパラメーターは、スラリーの変形と作業性を特徴付ける重要な評価パラメーターであり、3Dプリンティングセメントスラリーのフロー挙動を予測するために使用できます。見かけの粘度は、スラリーの粒子間の内部摩擦を反映し、スラリーの変形流に対する抵抗を評価できます。 HPMCが3Dプリンティングモルタルの押出性に対するHPMCの影響を反映する能力。表2の混合比を参照して、セメントペーストP-H0、P-H0.10、P-H0.20、P-H0.30を調製し、アダプターを備えたBrookfield DVNext Viscometerを使用してレオロジー特性をテストします。テスト環境温度は(20±2)°Cです。純粋なスラリーは、60.0 s-1で10秒間プリせん断されて、スラリーを均等に分布させ、10秒間一時停止し、せん断速度が0.1 s-1から60.0 s-1に増加し、その後0.1 s-1に減少します。

式に示されているビンガムモデル。 (1)は、安定した段階のせん断応力せん断速度曲線を直線的に適合させるために使用されます(せん断速度は10.0〜50.0 S-1)。

τ=τ0+μγ(1)。

ここで、τはせん断応力です。 τ0は降伏応力です。 μは塑性粘度です。 γはせん断速度です。

セメントベースの材料が静的状態にある場合、プラスチック粘度μはコロイド系の故障の難易度を表し、降伏応力τ0はスラリーが流れるのに必要な最小応力を指します。材料は、τ0よりも高いせん断応力が発生した場合にのみ流れるため、3Dプリンティングモルタルの統合性に対するHPMCの影響を反映するために使用できます。

1.2.4機械的プロパティテスト

GB/T 17671-1999「セメントモルタルの強度のテスト方法」を参照して、異なるHPMC含有量を持つモルタル標本を表2の混合比に応じて調製し、28日間の圧縮強度と曲げ強度をテストしました。

3Dプリンティングモルタルの層間の結合強度の試験方法に関連する標準はありません。この研究では、分割方法がテストに使用されました。 3Dプリンティングモルタル標本は28日間硬化し、それぞれA、B、Cという名前の3つの部分にカットされました。 、図2(a)に示すように。図2(b)に示すように、CMT-4204ユニバーサルテストマシン(範囲20 kN、精度クラス1、荷重速度0.08 mm/min)を使用して、3部構成の層間接合部をロードして故障停止を分割しました。

標本のインターラム結合強度PBは、次の式に従って計算されます。

PB =2Fπa= 0.637 FA

ここで、fは標本の故障荷重です。 Aは、試験片の分割面の面積です。

1.2.5マイクロモロフォロジー

3日間の標本の顕微鏡形態は、米国FEI会社のQuanta 200走査型電子顕微鏡(SEM)で観察されました。


投稿時間:Sep-27-2022