論文：在3D打印混凝土中添加不同的添加劑帶來的影響

2020年4月21日,，南極熊從外媒獲悉，來自法國和英國的研究人員正在深入研究3D打印在建筑中的應(yīng)用,，并對材料中的參數(shù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn),。

他們在論文 "Rheological properties of 3D printing concrete containing sisal fibres"中發(fā)布了他們的研究結(jié)果。

傳統(tǒng)的混凝土建筑,，一般都需要用到模板,，這是其成本較高的一個(gè)主要因素。而3D打印技術(shù)擁有獨(dú)特的優(yōu)勢,，比如更好的承受性,、更快的施工速度和定制化等，使得該技術(shù)對工業(yè)用戶具有吸引力,。

在本項(xiàng)研究中,，研究人員使用粉煤灰和石灰石粉作為與波特蘭水泥的粘結(jié)劑，并調(diào)查了以下因素對可打印砂漿的影響,。

●粉煤灰（FA）
●石灰石粉（LS）
●天然劍麻纖維的百分比（NF）
●超級增塑劑（SP）的用量
●粘性改性外加劑

用坍落度試驗(yàn)估計(jì)屈服應(yīng)力的注意事項(xiàng)

作者提醒我們,，任何類型的水泥都是 "強(qiáng)烈的時(shí)間依賴性",，作者指出,，在實(shí)驗(yàn)中所有的樣品成分的時(shí)間必須一致,，否則比較將是無效的。將干料,、粘結(jié)劑和水在攪拌器中混合,，然后加入天然纖維和VMA。之后,，對砂漿進(jìn)行流變學(xué)特性評估,。

FA對流臺分布和屈服應(yīng)力的影響

由于對兩種不同類型的砂漿進(jìn)行了評估（一種是用100%的粘結(jié)劑，另一種是用24%的FA替代水泥制成的）,，研究人員注意到,，隨著FA的出現(xiàn)，流速表的分布有所減少,，但只是略有減少,，而且它對 "估計(jì)的屈服應(yīng)力也有影響，類似于坍落度流量的影響,。用擠壓法,，LS混合料在維持層數(shù)方面并不持久。此前的研究也表明,，LS的使用可能是造成水泥過去 "離析 "的原因,。

因此，研究人員說："結(jié)果表明,，只用水泥和石灰石粉制成的粘結(jié)劑不適合應(yīng)用于3D打印工藝中的砂漿,。

VMA對流變特性的影響

增加的SP的加入大大降低了估計(jì)的屈服應(yīng)力，影響了 "可加工性,、一致性和打印性",。在加入VMA后，該團(tuán)隊(duì)注意到以下方面的減少：流臺擴(kuò)散,、滲透率,、估計(jì)屈服應(yīng)力的增加。這些類型的混合料具有更好的粘度和穩(wěn)定的層粘性,。

VMA對擠壓和視覺觀察的影響

"添加劍麻纖維（NF）從0.6到1%的粘結(jié)劑,，通過提高纖維網(wǎng)絡(luò)的致密性，降低了砂漿的流動(dòng)性,。事實(shí)上,，隨著NF的添加量增加，屈服應(yīng)力增加,，新鮮度降低,。"研究人員總結(jié)道,。

"為了將3D打印工藝應(yīng)用于水泥基材料，需要適當(dāng)?shù)墓ぷ餍�,、良好的偏析性和抗�(jié)B性,、易擠出性以及良好的打印性和可構(gòu)建性。事實(shí)上,，擠壓層必須保持自身的穩(wěn)定性,，并且在補(bǔ)充層的負(fù)載下不會變形。這也意味著各層必須粘合在一起,，以避免空隙,、冷接縫和其他弱化問題。"

3D打印水泥以及在建筑中使用這種技術(shù)和材料,，在過去的幾年中,，已經(jīng)產(chǎn)生了許多研究以及動(dòng)態(tài)的項(xiàng)目，從研究不同的低電導(dǎo)率粘結(jié)劑,，到3D打印的混凝土泡沫板,、自修復(fù)材料等等。

編譯自：3dprint