1.1materie prime
Il cemento adotta P · ⅱ 52,5 cemento (PC) prodotto dalla pianta di cemento onotiano nanjing, idrossipropil metilcellulosa, polvere bianca, contenuto di acqua è del 2,1%, il valore del pH è 6,5 (1%di soluzione acquosa, 0,0%), la viscosità è di 95 pa s (soluzione acquosa 2%, 20 ℃), il dosaggio (calcola di massa), 0,0%) 0,10%, 0,20%, 0,30%, rispettivamente; L'aggregato fine è sabbia di quarzo con una dimensione delle particelle di 0,212 ~ 0,425 mm.
1.2Metodo di esperimento
1.2.1Preparazione del materiale
Usando un mixer di mortaio di modello JJ-5, prima mescolare uniformemente HPMC, cemento e sabbia, quindi aggiungere acqua e mescolare per 3 minuti (2 minuti a bassa velocità e 1 minuto ad alta velocità) e il test delle prestazioni viene eseguito immediatamente dopo la miscelazione.
1.2.2Valutazione delle prestazioni stampabili
La stampabilità del mortaio è principalmente caratterizzata dall'estrubilità e dalla stackabilità.
Una buona estrubilità è la base per realizzare la stampa 3D e il mortaio deve essere liscio e non bloccare il tubo durante il processo di estrusione. Requisiti di consegna. Facendo riferimento a GB/T 2419-2005 "Determinazione della fluidità del mortaio di cemento", la fluidità del mortaio che è stata lasciata in piedi per 0, 20, 40 e 60 minuti è stata testata dal test della tabella di salto.
Una buona stackabilità è la chiave per realizzare la stampa 3D. È necessario che lo strato stampato non collassi o si deformasse significativamente sotto il proprio peso e la pressione dello strato superiore. Il tasso di ritenzione della forma e la resistenza di penetrazione sotto il proprio peso possono essere utilizzati per caratterizzare in modo completo la stackabilità del mortaio di stampa 3D.
Il tasso di ritenzione della forma sotto il proprio peso riflette il grado di deformazione del materiale sotto il proprio peso, che può essere utilizzato per valutare la stackabilità dei materiali di stampa 3D. Maggiore è il tasso di ritenzione della forma, minore è la deformazione del mortaio sotto il proprio peso, che è più favorevole alla stampa. Riferimento, metti il mortaio in uno stampo cilindrico con un diametro e un'altezza di 100 mm, RAM e vibra 10 volte, raschiare la superficie superiore e quindi sollevare lo stampo per testare l'altezza di ritenzione del mortaio e la sua percentuale con l'altezza iniziale è il tasso di ritenzione della forma. Il metodo sopra è stato utilizzato per testare il tasso di ritenzione della forma del mortaio dopo essere stato rispettivamente per 0, 20, 40 e 60 minuti.
La stackabilità del mortaio di stampa 3D è direttamente correlata al processo di impostazione e di indurimento del materiale stesso, quindi il metodo di resistenza alla penetrazione viene utilizzato per ottenere lo sviluppo della rigidità o il comportamento strutturale di costruzione dei materiali a base di cemento durante il processo di impostazione, in modo da caratterizzare indirettamente la stackabilità. Fare riferimento a JGJ 70 - 2009 "Metodo di prova per le prestazioni di base della costruzione di mortaio" per testare la resistenza di penetrazione del mortaio.
Inoltre, è stata utilizzata una stampante con cornice a cavalletto per estrludere e stampare il contorno di un cubo a strato singolo con una lunghezza laterale di 200 mm e sono stati testati i parametri di stampa di base come il numero di strati di stampa, la larghezza del bordo superiore e la larghezza del bordo inferiore. Lo spessore dello strato di stampa è di 8 mm e la velocità di movimento della stampante è di 1 500 mm/min.
1.2.3Test della proprietà reologica
Il parametro reologico è un importante parametro di valutazione per caratterizzare la deformazione e la lavorabilità della sospensione, che può essere utilizzata per prevedere il comportamento a flusso della sospensione del cemento di stampa 3D. L'apparente viscosità riflette l'attrito interno tra le particelle nella sospensione e può valutare la resistenza della sospensione al flusso di deformazione. La capacità di HPMC di riflettere l'effetto di HPMC sull'estrubilità del mortaio di stampa 3D. Fare riferimento al rapporto di miscelazione nella Tabella 2 per preparare la pasta di cemento P-H0, P-H0.10, P-H0.20, P-H0.30, utilizzare un viscosimetro Brookfield DVNEXT con un adattatore per testare le sue proprietà reologiche. La temperatura dell'ambiente di test è (20 ± 2) ° C. La sospensione pura viene pre-briccata per 10 s a 60,0 S-1 per distribuire uniformemente la sospensione, quindi in pausa per 10 s, quindi la frequenza di taglio aumenta da 0,1 S-1 a 60,0 S-1 e quindi diminuisce a 0,1 S-1.
Il modello Bingham mostrato in Eq. (1) viene utilizzato per adattarsi linearmente alla curva della velocità di sollecitazione di taglio nella fase stabile (la velocità di taglio è 10,0 ~ 50,0 S-1).
τ = τ0+μγ (1).
dove τ è lo stress da taglio; τ0 è lo stress di snervamento; μ è la viscosità in plastica; γ è la velocità di taglio.
Quando il materiale a base di cemento si trova in uno stato statico, la viscosità in plastica μ rappresenta il grado di difficoltà del fallimento del sistema colloidale e lo stress di snervamento τ0 si riferisce alla sollecitazione minima richiesta per il flusso di liquami. Il materiale scorre solo quando si verifica lo stress da taglio superiore a τ0, quindi può essere usato per riflettere l'influenza di HPMC sulla stackabilità del mortaio di stampa 3D.
1.2.4Test di proprietà meccanica
Facendo riferimento a GB/T 17671-1999 "Metodo di test per la forza del mortaio di cemento", sono stati preparati i campioni di mortaio con diversi contenuti di HPMC in base al rapporto di miscelazione nella Tabella 2 e sono stati testati le loro resistenza di compressione e flessione di 28 giorni.
Non esiste uno standard rilevante per il metodo di prova della forza di legame tra gli strati di mortaio di stampa 3D. In questo studio, il metodo di divisione è stato utilizzato per il test. Il campione di mortaio per stampa 3D è stato curato per 28 d, e quindi tagliato in 3 parti, chiamato rispettivamente A, B, C. , come mostrato nella Figura 2 (a). La macchina di prova universale CMT-4204 (intervallo 20 kN, classe di precisione 1, velocità di caricamento 0,08 mm/min) è stata utilizzata per caricare la giunzione interayer in tre parti per arresto di guasto diviso, come mostrato nella Figura 2 (b).
La resistenza del legame interlaminario Pb del campione viene calcolata secondo la seguente formula:
Pb = 2Fπa = 0,637 FA （2）
dove f è il carico di errore del campione; A è l'area della superficie divisa del campione.
1.2.5Micromorfologia
La morfologia microscopica degli esemplari a 3 giorni è stata osservata con un microscopio elettronico a scansione Quanta 200 (SEM) della FEI Company, USA.
Tempo post: settembre-2022