研究人員評估不同類型混凝土3D打印的可能性

要3D打印混凝土，必須滿足幾個參數(shù)。它必須能夠通過噴嘴擠出，一旦沉積就保持其形狀，并且還能夠在連續(xù)層的重量下保持不變。近日，在一篇名為“3D打印混凝土中的可加工性參數(shù)評估”的論文中，一組研究人員根據(jù)四種不同的測試來測量新混凝土用于3D打印的可操作性：“流動臺，ICAR流變儀，Vicat以及在實驗室中應(yīng)用的實驗測量旋轉(zhuǎn)螺桿擠出機的電機的電力消耗?！?br />

對于他們的材料，研究人員使用碎石灰石和硅質(zhì)河砂各自的一半的組合。用他們開發(fā)了原型3D打印系統(tǒng)來測試材料。“生產(chǎn)出使用不同骨料，粘合劑和不同量的水和超塑化劑生產(chǎn)的混凝土混合物，根據(jù)四種不同的測試進行可加工性測試并印刷，以便獲得廣泛的測量可加工性參數(shù)數(shù)據(jù)范圍，并最終確定其特征的閾值一種可印刷的混凝土混合物，“研究人員說。

研究人員建立了可印刷性和可建造性的四個標(biāo)準：
可以通過噴嘴擠出混合物
良好的印刷質(zhì)量意味著沒有空隙，沒有擠壓材料的尺寸變化
可以實現(xiàn)五層印刷材料而不會塌陷
第1層的高度與第5層的高度~1

很難找到符合所有四個標(biāo)準的混合物。調(diào)整石灰石作為骨料和水泥作為粘合劑的混合物，以達到三種不同的可加工性水平，高，中和低，但沒有一種被認為是可印刷的，因為沒有一種符合所有四個既定標(biāo)準。

研究人員還評估了隨時間推移的可使用性損失。在混合后0,15和30分鐘測量具有三種不同聚集體（石灰石，河砂和兩者的混合物）的混合物的膨脹。研究人員表示，“石灰石填料混凝土的可加工性比河砂或石灰?guī)r和河砂的混凝土損失率高。這可以用聚合物的粒度來解釋。石灰石填料含有更多的細粉，從混合物中吸收更多的水。“

許多河砂和組合骨料可以成功地進行3D打印，而大多數(shù)基于石灰石的混合物被證明是不可印刷的。石灰石混合物還需要更高量的水和超增塑劑以達到與其他混合物相同的可加工性水平，這導(dǎo)致較低的抗壓強度值。

“使用替代膠凝材料，如粉煤灰和鋼包爐渣作為水泥的替代品，結(jié)果表明，與100％水泥作為粘合劑的混合物相比，抗壓強度平均降低30％，密度降低10％，“研究人員總結(jié)道。 “在大多數(shù)情況下，在印刷過程中，觀察到與其他混合物相比，飛灰混合物顯示出降低的值和更高的可加工性損失率。然而，預(yù)計硬化混凝土的低成本和體積穩(wěn)定性是在混凝土中使用粉煤灰或鋼包爐渣進行3D打印的優(yōu)勢。

該論文的作者還包括M. Papachristoforou，V。Mitsopoulos和M. Stefanidou。

來源：中國3D打印網(wǎng)