1.1Pengaruh HPMC terhadap kebolehcetakan mortar cetakan 3D
1.1.1Kesan HPMC pada kebolehsemperitan mortar cetakan 3D
Kumpulan kosong M-H0 tanpa HPMC dan kumpulan ujian dengan kandungan HPMC 0.05%, 0.10%, 0.20%, dan 0.30% dibenarkan berdiri untuk tempoh masa yang berbeza, dan kemudian kecairan diuji.Ia boleh dilihat bahawa penggabungan HPMC Ia akan mengurangkan kecairan mortar dengan ketara;apabila kandungan HPMC meningkat secara beransur-ansur daripada 0% kepada 0.30%, kecairan awal mortar berkurangan daripada 243 mm kepada 206, 191, 167, dan 160 mm, masing-masing.HPMC ialah polimer molekul tinggi.Mereka boleh terikat antara satu sama lain untuk membentuk struktur rangkaian, dan kohesi buburan simen boleh ditingkatkan dengan membungkus komponen seperti Ca(OH) 2. Secara makroskopik, kepaduan mortar dipertingkatkan.Dengan lanjutan masa berdiri, tahap penghidratan mortar meningkat.meningkat, kecairan hilang dari semasa ke semasa.Kecairan kumpulan kosong M-H0 tanpa HPMC menurun dengan cepat.Dalam kumpulan eksperimen dengan 0.05%, 0.10%, 0.20% dan 0.30% HPMC, tahap penurunan kecairan menurun dengan masa, dan kecairan mortar selepas berdiri selama 60 minit ialah 180, 177, 164, dan 155 mm, masing-masing. .Kecairan ialah 87.3%, 92.7%, 98.2%, 96.8%.Penggabungan HPMC boleh meningkatkan dengan ketara keupayaan pengekalan kecairan mortar, yang disebabkan oleh gabungan HPMC dan molekul air;sebaliknya, HPMC boleh membentuk filem serupa Ia mempunyai struktur rangkaian dan membalut simen, yang berkesan mengurangkan volatilisasi air dalam mortar dan mempunyai prestasi pengekalan air tertentu.Perlu diingat bahawa apabila kandungan HPMC adalah 0.20%, keupayaan pengekalan kecairan mortar mencapai tahap tertinggi.
Kecairan mortar cetakan 3D dicampur dengan jumlah HPMC yang berbeza ialah 160~206 mm.Disebabkan oleh parameter pencetak yang berbeza, julat kecairan yang disyorkan yang diperoleh oleh penyelidik berbeza adalah berbeza, seperti 150~190 mm, 160~170 mm.Daripada Rajah 3, ia boleh dilihat secara intuitif Ia boleh dilihat bahawa kecairan mortar cetakan 3D yang dicampur dengan HPMC kebanyakannya berada dalam julat yang disyorkan, terutamanya apabila kandungan HPMC ialah 0.20%, kecairan mortar dalam masa 60 minit adalah dalam lingkungan julat yang disyorkan, yang memenuhi kecairan dan keboleh tindanan yang sesuai.Oleh itu, walaupun kecairan mortar dengan jumlah HPMC yang sesuai dikurangkan, yang membawa kepada penurunan kebolehsemperitan, ia masih mempunyai kebolehsemperitan yang baik, iaitu dalam julat yang disyorkan.
1.1.2Kesan HPMC pada kebolehtindan mortar cetakan 3D
Dalam kes tidak menggunakan templat, saiz kadar pengekalan bentuk di bawah berat sendiri bergantung pada tegasan hasil bahan, yang berkaitan dengan perpaduan dalaman antara buburan dan agregat.Pengekalan bentuk mortar cetakan 3D dengan kandungan HPMC yang berbeza diberikan.Kadar perubahan dengan masa berdiri.Selepas menambah HPMC, kadar pengekalan bentuk mortar dipertingkatkan, terutamanya pada peringkat awal dan berdiri selama 20 minit.Walau bagaimanapun, dengan lanjutan masa berdiri, kesan penambahbaikan HPMC pada kadar pengekalan bentuk mortar secara beransur-ansur menjadi lemah, yang disebabkan terutamanya oleh Kadar pengekalan meningkat dengan ketara.Selepas berdiri selama 60 minit, hanya 0.20% dan 0.30% HPMC boleh meningkatkan kadar pengekalan bentuk mortar.
Keputusan ujian rintangan penembusan mortar cetakan 3D dengan kandungan HPMC yang berbeza ditunjukkan dalam Rajah 5. Ia boleh dilihat daripada Rajah 5 bahawa rintangan penembusan secara amnya meningkat dengan lanjutan masa berdiri, yang terutamanya disebabkan oleh aliran buburan semasa proses penghidratan simen.Ia beransur-ansur berkembang menjadi pepejal tegar;dalam 80 minit pertama, penggabungan HPMC meningkatkan rintangan penembusan, dan dengan peningkatan kandungan HPMC, rintangan penembusan meningkat.Lebih besar rintangan penembusan, ubah bentuk bahan akibat beban yang dikenakan Semakin besar rintangan HPMC, yang menunjukkan bahawa HPMC boleh meningkatkan kebolehtindan awal mortar cetakan 3D.Oleh kerana ikatan hidroksil dan eter pada rantai polimer HPMC mudah digabungkan dengan air melalui ikatan hidrogen, mengakibatkan pengurangan air bebas secara beransur-ansur dan sambungan antara zarah meningkat, daya geseran meningkat, jadi rintangan penembusan awal menjadi lebih besar.Selepas berdiri selama 80 minit, disebabkan oleh penghidratan simen, rintangan penembusan kumpulan kosong tanpa HPMC meningkat dengan cepat, manakala rintangan penembusan kumpulan ujian dengan HPMC meningkat Kadar tidak berubah dengan ketara sehingga kira-kira 160 minit berdiri.Menurut Chen et al., ini terutamanya kerana HPMC membentuk filem pelindung di sekeliling zarah simen, yang memanjangkan masa penetapan;Pourchez et al.menjangkakan bahawa ini disebabkan terutamanya oleh gentian Produk degradasi eter ringkas (seperti karboksilat) atau kumpulan metoksil boleh melambatkan penghidratan simen dengan melambatkan pembentukan Ca(OH)2.Perlu diingat bahawa, untuk mengelakkan perkembangan rintangan penembusan daripada terjejas oleh penyejatan air pada permukaan spesimen, Eksperimen ini dijalankan di bawah keadaan suhu dan kelembapan yang sama.Secara keseluruhannya, HPMC boleh meningkatkan kebolehtindan mortar cetakan 3D dengan berkesan pada peringkat awal, melambatkan pembekuan dan memanjangkan masa cetakan mortar cetakan 3D.
Entiti mortar cetakan 3D (panjang 200 mm × lebar 20 mm × ketebalan lapisan 8 mm): Kumpulan kosong tanpa HPMC telah cacat teruk, runtuh dan mengalami masalah pendarahan semasa mencetak lapisan ketujuh;Mortar kumpulan M-H0.20 mempunyai kebolehtindan yang baik.Selepas mencetak 13 lapisan, lebar tepi atas ialah 16.58 mm, lebar tepi bawah ialah 19.65 mm, dan nisbah atas-ke-bawah (nisbah lebar tepi atas kepada lebar tepi bawah) ialah 0.84.Sisihan dimensi adalah kecil.Oleh itu, ia telah disahkan dengan mencetak bahawa penggabungan HPMC boleh meningkatkan kebolehcetakan mortar dengan ketara.Kecairan mortar mempunyai kebolehsemperitan dan kebolehtindan yang baik pada 160~170 mm;Kadar pengekalan bentuk kurang daripada 70% adalah cacat serius dan tidak dapat memenuhi keperluan percetakan.
1.2Pengaruh HPMC terhadap sifat reologi mortar cetakan 3D
Kelikatan ketara pulpa tulen di bawah kandungan HPMC yang berbeza diberikan: dengan peningkatan kadar ricih, kelikatan ketara pulpa tulen berkurangan, dan fenomena penipisan ricih berada di bawah kandungan HPMC yang tinggi.Ia lebih jelas.Rantaian molekul HPMC tidak teratur dan menunjukkan kelikatan yang lebih tinggi pada kadar ricih yang rendah;tetapi pada kadar ricih yang tinggi, molekul HPMC bergerak selari dan teratur sepanjang arah ricih, menjadikan molekul lebih mudah untuk menggelongsor, jadi jadual Kelikatan ketara buburan adalah agak rendah.Apabila kadar ricih lebih besar daripada 5.0 s-1, kelikatan ketara P-H0 dalam kumpulan kosong pada asasnya stabil dalam 5 Pa s;manakala kelikatan ketara buburan meningkat selepas HPMC ditambah, dan ia bercampur dengan HPMC.Penambahan HPMC meningkatkan geseran dalaman antara zarah simen, yang meningkatkan kelikatan jelas pes, dan prestasi makroskopik ialah kebolehsemperitan mortar cetakan 3D berkurangan.
Hubungan antara tegasan ricih dan kadar ricih buburan tulen dalam ujian rheologi telah direkodkan, dan model Bingham digunakan untuk menyesuaikan keputusan.Keputusan ditunjukkan dalam Rajah 8 dan Jadual 3. Apabila kandungan HPMC ialah 0.30%, kadar ricih semasa ujian adalah lebih besar daripada 32.5 Apabila kelikatan buburan melebihi julat instrumen pada s-1, data yang sepadan mata tidak boleh dikutip.Secara amnya, kawasan yang dikelilingi oleh lengkung naik dan turun dalam peringkat stabil (10.0~50.0 s-1) digunakan untuk mencirikan thixotropy buburan [21, 33].Thixotropy merujuk kepada sifat bahawa buburan mempunyai kecairan yang besar di bawah tindakan ricih daya luar, dan boleh kembali kepada keadaan asalnya selepas tindakan ricih dibatalkan.Thixotropy yang sesuai adalah sangat penting untuk kebolehcetakan mortar.Ia boleh dilihat daripada Rajah 8 bahawa kawasan thixotropic kumpulan kosong tanpa HPMC hanyalah 116.55 Pa/s;selepas menambah 0.10% daripada HPMC, kawasan thixotropic pes bersih meningkat dengan ketara kepada 1 800.38 Pa/s;Dengan peningkatan sebanyak , kawasan thixotropic pes berkurangan, tetapi ia masih 10 kali lebih tinggi daripada kumpulan kosong.Dari perspektif thixotropy, penggabungan HPMC telah meningkatkan kebolehcetakan mortar.
Agar mortar mengekalkan bentuknya selepas penyemperitan dan menahan beban lapisan tersemperit berikutnya, mortar perlu mempunyai tegasan hasil yang lebih tinggi.Ia boleh dilihat daripada Jadual 3 bahawa tegasan hasil τ0 buburan bersih bertambah baik dengan ketara selepas HPMC ditambah, dan ia serupa dengan HPMC.Kandungan HPMC berkorelasi secara positif;apabila kandungan HPMC ialah 0.10%, 0.20%, dan 0.30%, tegasan hasil pes bersih meningkat kepada 8.6, 23.7, dan 31.8 kali ganda daripada kumpulan kosong, masing-masing;kelikatan plastik μ juga meningkat dengan peningkatan kandungan HPMC.Percetakan 3D memerlukan kelikatan plastik mortar tidak boleh terlalu kecil, jika tidak ubah bentuk selepas penyemperitan akan menjadi besar;pada masa yang sama, kelikatan plastik yang sesuai harus dikekalkan untuk memastikan konsistensi penyemperitan bahan.Ringkasnya, dari sudut pandangan reologi, Penggabungan HPMC mempunyai kesan positif terhadap peningkatan kebolehtindan mortar cetakan 3D.Selepas menggabungkan HPMC, pes tulen masih mematuhi model rheologi Bingham, dan kebaikan fit R2 tidak lebih rendah daripada 0.99.
1.3Kesan HPMC pada sifat mekanikal mortar cetakan 3D
28 d kekuatan mampatan dan kekuatan lenturan mortar cetakan 3D.Dengan peningkatan kandungan HPMC, kekuatan mampatan dan lenturan 28 d mortar cetakan 3D berkurangan;apabila kandungan HPMC mencapai 0.30%, kekuatan mampatan 28 d dan kekuatan lentur masing-masing ialah 30.3 dan 7.3 MPa.Kajian telah menunjukkan bahawa HPMC mempunyai kesan pengekalan udara tertentu, dan jika kandungannya terlalu tinggi, keliangan dalaman mortar akan meningkat dengan ketara;Rintangan resapan meningkat dan sukar untuk melepaskan semua.Oleh itu, peningkatan keliangan mungkin menjadi sebab kepada penurunan kekuatan mortar cetakan 3D yang disebabkan oleh HPMC.
Proses pengacuan salutan unik percetakan 3D membawa kepada kewujudan kawasan lemah dalam struktur dan sifat mekanikal antara lapisan bersebelahan, dan kekuatan ikatan antara lapisan mempunyai pengaruh yang besar terhadap kekuatan keseluruhan komponen cetakan.Untuk spesimen mortar cetakan 3D yang dicampur dengan 0.20% HPMC M-H0.20 telah dipotong, dan kekuatan ikatan interlayer telah diuji dengan kaedah pemisahan interlayer.Kekuatan ikatan antara lapisan ketiga-tiga bahagian adalah lebih tinggi daripada 1.3 MPa;dan apabila bilangan lapisan adalah rendah, kekuatan ikatan antara lapisan adalah lebih tinggi sedikit.Sebabnya mungkin, di satu pihak, graviti lapisan atas menjadikan lapisan bawah lebih terikat padat;Sebaliknya, permukaan mortar mungkin mempunyai lebih banyak lembapan apabila mencetak lapisan bawah, manakala kelembapan permukaan mortar berkurangan disebabkan oleh penyejatan dan penghidratan apabila mencetak lapisan atas, jadi Ikatan antara lapisan bawah lebih kuat.
1.4Kesan HPMC terhadap Mikromorfologi Mortar Cetakan 3D
Imej SEM bagi spesimen M-H0 dan M-H0.20 pada umur 3 hari menunjukkan bahawa liang permukaan spesimen M-H0.20 meningkat dengan ketara selepas menambah 0.20% HPMC, dan saiz liang lebih besar daripada kumpulan kosong.Ini Di satu pihak, ia adalah kerana HPMC mempunyai kesan penyerap udara, yang memperkenalkan pori-pori yang seragam dan halus;sebaliknya, mungkin penambahan HPMC meningkatkan kelikatan buburan, dengan itu meningkatkan rintangan pelepasan udara di dalam buburan.Peningkatan mungkin menjadi sebab utama penurunan sifat mekanikal mortar.Kesimpulannya, untuk memastikan kekuatan mortar cetakan 3D, kandungan HPMC tidak boleh terlalu besar (≤ 0.20%).
Kesimpulannya
(1) Hydroxypropyl methylcellulose HPMC meningkatkan kebolehcetakan mortar.Dengan peningkatan kandungan HPMC, kebolehsemperitan mortar berkurangan tetapi masih mempunyai kebolehsemperitan yang baik, kebolehtimbunan dipertingkatkan, dan masa yang boleh dicetak.Ia telah disahkan dengan mencetak bahawa ubah bentuk lapisan bawah mortar dikurangkan selepas menambah HPMC, dan nisbah atas-bawah ialah 0.84 apabila kandungan HPMC ialah 0.20%.
(2) HPMC menambah baik sifat reologi mortar cetakan 3D.Dengan peningkatan kandungan HPMC, kelikatan ketara, tegasan hasil dan kelikatan plastik buburan meningkat;thixotropy mula-mula meningkat dan kemudian menurun, dan kebolehcetakan diperoleh.Penambahbaikan.Dari perspektif reologi, penambahan HPMC juga boleh meningkatkan kebolehcetakan mortar.Selepas menambah HPMC, buburan masih mematuhi model rheologi Bingham, dan kebaikan kesesuaian R2≥0.99.
(3) Selepas menambah HPMC, struktur mikro dan liang bahan meningkat.Adalah disyorkan bahawa kandungan HPMC tidak boleh melebihi 0.20%, jika tidak, ia akan memberi kesan yang besar terhadap sifat mekanikal mortar.Kekuatan ikatan antara lapisan berbeza mortar cetakan 3D sedikit berbeza, dan bilangan lapisan Apabila ia lebih rendah, kekuatan ikatan antara lapisan mortar lebih tinggi.
Masa siaran: Sep-27-2022