تجربة على خصائص الملاط ثلاثي الأبعاد مع هيدروكسي بروبيل ميثيل كيلولوز

1.1مواد خام

يتبنى الأسمنت p · ⅱ 52.5 الأسمنت (PC) الذي ينتجه نبات الأسمنت النانجينج onotian ، hydroxypropyl methylcellulose ، مسحوق أبيض ، محتوى الماء هو 2.1 ٪ ، قيمة الرقم الهيدروجيني 6.5 (1 ٪ محلول مائي ، 25 ℃) ، هو 95 pa s (2 ٪ محلول Queous ، 20 ℃). 0.10 ٪ ، 0.20 ٪ ، 0.30 ٪ ، على التوالي ؛ الركام الناعم هو رمال الكوارتز مع حجم الجسيمات 0.212 ~ 0.425 مم.

1.2طريقة التجربة

1.2.1إعداد المواد

باستخدام خلاط هاون من النموذج JJ-5 ، قم أولاً بخلط HPMC ، والأسمنت والرمل بالتساوي ، ثم أضف الماء وخلط لمدة 3 دقائق (2 دقيقة بسرعة منخفضة و 1 دقيقة بسرعة عالية) ، ويتم إجراء اختبار الأداء فور الخلط.

1.2.2تقييم الأداء القابل للطباعة

تتميز قابلية طباعة الملاط أساسًا بقدرة البثق وقابلية المكدس.

قابلية البثق الجيدة هي الأساس لتحقيق الطباعة ثلاثية الأبعاد ، ويحتاج هاون أن يكون ناعمًا ولا يمنع الأنبوب أثناء عملية البثق. متطلبات التسليم. في إشارة إلى GB/T 2419-2005 "تم اختبار سيولة هاون الأسمنت" ، تم اختبار سيولة الملاط التي تركت تقف 0 و 20 و 40 و 60 دقيقة عن طريق اختبار طاولة القفز.

قابلية المكدس الجيدة هي المفتاح لتحقيق الطباعة ثلاثية الأبعاد. يجب أن لا تنهار الطبقة المطبوعة أو تشوه بشكل كبير تحت وزنها وضغط الطبقة العليا. يمكن استخدام معدل الاحتفاظ بالشكل ومقاومة الاختراق تحت وزنه لتوصيف بشكل شامل لقابلية الهاون ثلاثية الأبعاد للطباعة.

يعكس معدل الاحتفاظ بالشكل تحت وزنه درجة تشوه المادة تحت وزنها ، والتي يمكن استخدامها لتقييم قابلية تكديس مواد الطباعة ثلاثية الأبعاد. كلما ارتفع معدل الاحتفاظ بالشكل ، كلما كان تشوه الملاط أصغر تحت وزنه ، والذي يفضي إلى الطباعة. المرجع ، ضع الهاون في قالب أسطواني بقطر وارتفاع 100 مم ، وذاكرة الوصول العشوائي وتهتز 10 مرات ، واكشاف السطح العلوي ، ثم ارفع القالب لاختبار ارتفاع الاحتفاظ بمدافع الهاون ، والنسبة المئوية له مع الارتفاع الأولي هي معدل الاحتفاظ بالشكل. تم استخدام الطريقة أعلاه لاختبار معدل الاحتفاظ بالشكل لقذائف الهاون بعد الوقوف لمدة 0 و 20 و 40 و 60 دقيقة على التوالي.

ترتبط قابلية تكديس مدافع الطباعة ثلاثية الأبعاد مباشرة بعملية وضع المادة وتصلبها ، وبالتالي يتم استخدام طريقة مقاومة الاختراق للحصول على تنمية الصلابة أو سلوك البناء الهيكلي للمواد القائمة على الأسمنت أثناء عملية الإعداد ، وذلك لتوصيف القابلية للتكديس بشكل غير مباشر. ارجع إلى JGJ 70 - 2009 "طريقة اختبار الأداء الأساسي لبناء هاون" لاختبار مقاومة تغلغل الملاط.

بالإضافة إلى ذلك ، تم استخدام طابعة إطار Gantry لبث وطباعة المخطط التفصيلي لمكعب طبقة أحادية الطبقات بطول جانبي قدره 200 مم ، وتم اختبار معلمات الطباعة الأساسية مثل عدد طبقات الطباعة ، وعرض الحافة العلوية ، وعرض الحافة السفلية. سمك طبقة الطباعة هو 8 مم ، وسرعة حركة الطابعة هي 1 500 مم/دقيقة.

1.2.3اختبار الممتلكات الريولوجية

المعلمة الريولوجية هي معلمة تقييم مهمة لتوصيف تشوه وقابلية العمل في الملاط ، والتي يمكن استخدامها للتنبؤ بسلوك التدفق لملاط الأسمنت ثلاثي الأبعاد للطباعة. تعكس اللزوجة الظاهرة الاحتكاك الداخلي بين الجزيئات في الملاط ويمكن أن تقييم مقاومة الملاط لتدفق التشوه. قدرة HPMC على تعكس تأثير HPMC على قابلية البثق من مدافع الطباعة ثلاثية الأبعاد. ارجع إلى نسبة الخلط في الجدول 2 لإعداد معجون الأسمنت P-H0 ، P-H0.10 ، P-H0.20 ، P-H0.30 ، استخدم مقياس اللزوجة في Brookfield DVNext مع محول لاختبار خصائصه الريولوجية. درجة حرارة بيئة الاختبار هي (20 ± 2) درجة مئوية. يتم قص الملاط النقي مسبقًا لمدة 10 ثوانٍ عند 60.0 S-1 لجعل الملاط موزعة بالتساوي ، ثم توقف مؤقتًا لمدة 10 ثوانٍ ، ثم يزيد معدل القص من 0.1 S-1 إلى 60.0 S-1 ثم ينخفض ​​إلى 0.1 S-1.

نموذج بينغهام الموضح في Eq. (1) يستخدم لتناسب منحنى معدل قص إجهاد القص في المرحلة المستقرة (معدل القص هو 10.0 ~ 50.0 S-1).

τ = τ0+μγ (1).

حيث τ هو إجهاد القص. τ0 هو إجهاد العائد. μ هو اللزوجة البلاستيكية. γ هو معدل القص.

عندما تكون المادة القائمة على الأسمنت في حالة ثابتة ، فإن اللزوجة البلاستيكية تمثل درجة صعوبة فشل النظام الغروي ، ويشير إجهاد العائد τ0 إلى الحد الأدنى من الإجهاد المطلوب لتدفق الملاط. تتدفق المادة فقط عند حدوث إجهاد القص أعلى من τ0 ، بحيث يمكن استخدامها لتعكس تأثير HPMC على قابلية تكديس الملاط ثلاثي الأبعاد.

1.2.4اختبار الخصائص الميكانيكية

في إشارة إلى GB/T 17671-1999 "طريقة اختبار لقوة هاون الأسمنت" ، تم تحضير عينات الملاط مع محتويات HPMC المختلفة وفقًا لنسبة الخلط في الجدول 2 ، وتم اختبار قوته الانضغاطية والثنية لمدة 28 يومًا.

لا يوجد معيار ذي صلة لطريقة اختبار قوة الترابط بين طبقات الملاط ثلاثي الأبعاد للطباعة. في هذه الدراسة ، تم استخدام طريقة الانقسام للاختبار. تم علاج عينة الملاط ثلاثي الأبعاد للطباعة لمدة 28 د ، ثم قطعت إلى 3 أجزاء ، المسماة A ، B ، C على التوالي. ، كما هو مبين في الشكل 2 (أ). تم استخدام آلة الاختبار العالمية CMT-4204 (المدى 20 كيلو نيوتن ، فئة الدقة 1 ، معدل التحميل 0.08 مم/دقيقة) لتحميل تقاطع البيني المكون من ثلاثة أجزاء لتقسيم توقف الفشل ، كما هو مبين في الشكل 2 (ب).

يتم احتساب قوة الرابطة interlaminar PB للعينة وفقًا للصيغة التالية:

Pb = 2fπa = 0.637 fa （2）

حيث F هو تحميل العينة. A هي مساحة السطح المقسم للعينة.

1.2.5micromorphology

وقد لوحظ التشكل المجهري للعينات في 3 د مع مجهر Electron Quanta 200 (SEM) من شركة FEI ، الولايات المتحدة الأمريكية.