2018/10/15
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研究人员评估不同类型混凝土3D打印的可能性
要3D打印混凝土，必须满足几个参数。它必须能够通过喷嘴挤出，一旦沉积就保持其形状，并且还能够在连续层的重量下保持不变。近日，在一篇名为“3D打印混凝土中的可加工性参数评估”的论文中，一组研究人员根据四种不同的测试来测量新混凝土用于3D打印的可操作性：“流动台，ICAR流变仪，Vicat以及在实验室中应用的实验测量旋转螺杆挤出机的电机的电力消耗。“
对于他们的材料，研究人员使用碎石灰石和硅质河砂各自的一半的组合。用他们开发了原型3D打印系统来测试材料。“生产出使用不同骨料，粘合剂和不同量的水和超塑化剂生产的混凝土混合物，根据四种不同的测试进行可加工性测试并印刷，以便获得广泛的测量可加工性参数数据范围，并最终确定其特征的阈值一种可印刷的混凝土混合物，“研究人员说。
研究人员建立了可印刷性和可建造性的四个标准：
可以通过喷嘴挤出混合物
良好的印刷质量意味着没有空隙，没有挤压材料的尺寸变化
可以实现五层印刷材料而不会塌陷
第1层的高度与第5层的高度~1
很难找到符合所有四个标准的混合物。调整石灰石作为骨料和水泥作为粘合剂的混合物，以达到三种不同的可加工性水平，高，中和低，但没有一种被认为是可印刷的，因为没有一种符合所有四个既定标准。
研究人员还评估了随时间推移的可使用性损失。在混合后0,15和30分钟测量具有三种不同聚集体（石灰石，河砂和两者的混合物）的混合物的膨胀。研究人员表示，“石灰石填料混凝土的可加工性比河砂或石灰岩和河砂的混凝土损失率高。这可以用聚合物的粒度来解释。石灰石填料含有更多的细粉，从混合物中吸收更多的水。“
许多河砂和组合骨料可以成功地进行3D打印，而大多数基于石灰石的混合物被证明是不可印刷的。石灰石混合物还需要更高量的水和超增塑剂以达到与其他混合物相同的可加工性水平，这导致较低的抗压强度值。
“使用替代胶凝材料，如粉煤灰和钢包炉渣作为水泥的替代品，结果表明，与100％水泥作为粘合剂的混合物相比，抗压强度平均降低30％，密度降低10％，“研究人员总结道。 “在大多数情况下，在印刷过程中，观察到与其他混合物相比，飞灰混合物显示出降低的值和更高的可加工性损失率。然而，预计硬化混凝土的低成本和体积稳定性是在混凝土中使用粉煤灰或钢包炉渣进行3D打印的优势。
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