1.1Invloed van HPMC op die drukbaarheid van 3D-drukmortels
1.1.1Die effek van HPMC op die ekstrueerbaarheid van 3D-drukmortels
Die blanko groep M-H0 sonder HPMC en die toetsgroepe met HPMC inhoud van 0.05%, 0.10%, 0.20% en 0.30% is toegelaat om vir verskillende tydperke te staan, en dan is die vloeibaarheid getoets. Dit kan gesien word dat die inkorporering van HPMC Dit die vloeibaarheid van die mortel aansienlik sal verminder; wanneer die inhoud van HPMC geleidelik van 0% tot 0.30% verhoog word, verminder die aanvanklike vloeibaarheid van die mortel van 243 mm tot onderskeidelik 206, 191, 167 en 160 mm. HPMC is 'n hoë molekulêre polimeer. Hulle kan met mekaar verstrengel word om 'n netwerkstruktuur te vorm, en die kohesie van die sementmis kan verhoog word deur komponente soos Ca(OH) 2 in te kap. Makroskopies word die kohesie van die mortel verbeter. Met die verlenging van die staantyd neem die mate van hidrasie van die mortel toe. toegeneem, die vloeibaarheid verloor mettertyd. Die vloeibaarheid van die blanko groep M-H0 sonder HPMC het vinnig afgeneem. In die eksperimentele groep met 0.05%, 0.10%, 0.20% en 0.30% HPMC, het die mate van afname in vloeibaarheid afgeneem met tyd, en die vloeibaarheid van mortel na 60 minute staan was onderskeidelik 180, 177, 164 en 155 mm . Die vloeibaarheid is 87,3%, 92,7%, 98,2%, 96,8%. Die inkorporering van HPMC kan die retensievermoë van mortelvloeibaarheid aansienlik verbeter, wat te wyte is aan die kombinasie van HPMC en watermolekules; aan die ander kant kan HPMC 'n soortgelyke film vorm Dit het 'n netwerkstruktuur en vou die sement toe, wat effektief die vervlugtiging van water in die mortel verminder en 'n sekere waterretensieprestasie het. Dit is opmerklik dat wanneer die inhoud van HPMC 0,20% is, die retensievermoë van die mortelvloeibaarheid die hoogste vlak bereik.
Die vloeibaarheid van die 3D-drukmortel gemeng met verskillende hoeveelhede HPMC is 160 ~ 206 mm. As gevolg van die verskillende drukkerparameters verskil die aanbevole reekse van vloeibaarheid wat deur verskillende navorsers verkry word, soos 150~190 mm, 160~170 mm. Uit Figuur 3 kan dit intuïtief gesien word. Daar kan gesien word dat die vloeibaarheid van die 3D-drukmortel gemeng met HPMC meestal binne die aanbevole reeks is, veral wanneer die HPMC-inhoud 0.20% is, is die vloeibaarheid van die mortel binne 60 minute binne die aanbevole reeks, wat aan die toepaslike vloeibaarheid en stapelbaarheid voldoen. Dus, alhoewel die vloeibaarheid van die mortel met 'n geskikte hoeveelheid HPMC verminder word, wat lei tot 'n afname in ekstrudeerbaarheid, het dit steeds goeie ekstrueerbaarheid, wat binne die aanbevole reeks is.
1.1.2Die effek van HPMC op die stapelbaarheid van 3D-drukmortels
In die geval van nie gebruik van 'n sjabloon nie, hang die grootte van die vormbehoudtempo onder selfgewig af van die vloeispanning van die materiaal, wat verband hou met die interne samehang tussen die flodder en die aggregaat. Die vormbehoud van 3D-drukmortiere met verskillende HPMC-inhoude word gegee. Die tempo van verandering met staantyd. Nadat HPMC bygevoeg is, word die vormbehoudtempo van mortel verbeter, veral in die aanvanklike stadium en staan vir 20 min. Met die verlenging van staantyd het die verbeteringseffek van HPMC op die vormbehoudtempo van mortel egter geleidelik verswak, wat hoofsaaklik te wyte was aan Die retensietempo neem aansienlik toe. Nadat dit vir 60 minute gestaan het, kan slegs 0.20% en 0.30% HPMC die vormbehoudtempo van mortel verbeter.
Die penetrasieweerstandstoetsresultate van die 3D-drukmortel met verskillende HPMC-inhoude word in Figuur 5 getoon. Uit Figuur 5 kan gesien word dat die penetrasieweerstand oor die algemeen toeneem met die verlenging van die staantyd, wat hoofsaaklik te wyte is aan die vloei van die flodder tydens die sementhidrasieproses. Dit het geleidelik in 'n rigiede vaste stof ontwikkel; in die eerste 80 min het die inkorporering van HPMC die penetrasieweerstand verhoog, en met die verhoging van die inhoud van HPMC het die penetrasieweerstand toegeneem. Hoe groter die penetrasieweerstand, die vervorming van die materiaal as gevolg van die toegepaste las Hoe groter die weerstand van HPMC is, wat daarop dui dat HPMC die vroeë stapelbaarheid van 3D-drukmortel kan verbeter. Aangesien die hidroksiel- en eterbindings op die polimeerketting van HPMC maklik deur waterstofbindings met water gekombineer word, wat lei tot die geleidelike vermindering van vry water en die verbinding tussen deeltjies toeneem, neem die wrywingskrag toe, sodat die vroeë penetrasieweerstand groter word. Na staan vir 80 minute, as gevolg van die hidrasie van sement, het die penetrasie weerstand van die blanko groep sonder HPMC vinnig toegeneem, terwyl die penetrasie weerstand van die toets groep met HPMC toegeneem het. Die tempo het nie betekenisvol verander tot ongeveer 160 min van staan nie. Volgens Chen et al. is dit hoofsaaklik omdat HPMC 'n beskermende film om die sementdeeltjies vorm, wat die settyd verleng; Pourchez et al. veronderstel dat dit hoofsaaklik te wyte is aan vesel Eenvoudige eterafbraakprodukte (soos karboksilate) of metoksielgroepe kan sementhidrasie vertraag deur die vorming van Ca(OH)2 te vertraag. Dit is opmerklik dat, ten einde te voorkom dat die ontwikkeling van penetrasieweerstand beïnvloed word deur die verdamping van water op die oppervlak van die monster, Hierdie eksperiment is onder dieselfde temperatuur- en humiditeitstoestande uitgevoer. In die algemeen kan HPMC die stapelbaarheid van die 3D-drukmortel in die aanvanklike stadium effektief verbeter, die stolling vertraag en die drukbare tyd van die 3D-drukmortel verleng.
3D-drukmortel-entiteit (lengte 200 mm × breedte 20 mm × laagdikte 8 mm): Die leë groep sonder HPMC was erg vervorm, het ineengestort en het bloedingsprobleme gehad toe die sewende laag gedruk is; Die M-H0.20 groep mortel het goeie stapelbaarheid. Nadat 13 lae gedruk is, is die boonste randwydte 16,58 mm, die onderrandwydte is 19,65 mm, en die bo-tot-onder-verhouding (die verhouding van die boonste randbreedte tot die onderrandwydte) is 0,84. Dimensionele afwyking is klein. Daarom is dit deur drukwerk bevestig dat die inkorporering van HPMC die drukbaarheid van mortel aansienlik kan verbeter. Mortelvloeibaarheid het goeie ekstrueerbaarheid en stapelbaarheid by 160 ~ 170 mm; vormbehoudkoers minder as 70 % is ernstig vervorm en kan nie aan die drukvereistes voldoen nie.
1.2Invloed van HPMC op reologiese eienskappe van 3D-drukmortiere
Die skynbare viskositeit van suiwer pulp onder verskillende HPMC-inhoud word gegee: met die toename in skuiftempo neem die skynbare viskositeit van suiwer pulp af, en die verskynsel van skuifverdunning is onder hoë HPMC-inhoud. Dit is meer voor die hand liggend. Die HPMC molekulêre ketting is versteurd en toon hoër viskositeit by lae skuiftempo; maar teen 'n hoë skuiftempo beweeg HPMC-molekules parallel en ordelik langs die skuifrigting, wat die molekules makliker maak om te gly, sodat die tabel Die skynbare viskositeit van die suspensie relatief laag is. Wanneer die skuiftempo groter as 5.0 s-1 is, is die skynbare viskositeit van P-H0 in die blanko groep basies stabiel binne 5 Pa s; terwyl die skynbare viskositeit van die suspensie toeneem nadat HPMC bygevoeg is, en dit met HPMC gemeng word. Die byvoeging van HPMC verhoog die interne wrywing tussen die sementdeeltjies, wat die skynbare viskositeit van die pasta verhoog, en die makroskopiese werkverrigting is dat die ekstruderbaarheid van die 3D-drukmortel afneem.
Die verband tussen die skuifspanning en skuiftempo van die suiwer flodder in die reologiese toets is aangeteken, en die Bingham-model is gebruik om die resultate te pas. Die resultate word in Figuur 8 en Tabel 3 getoon. Wanneer die inhoud van HPMC 0.30% was, was die skuiftempo tydens die toets groter as 32.5 Wanneer die viskositeit van die suspensie die omvang van die instrument by s-1 oorskry, is die ooreenstemmende data punte kan nie ingesamel word nie. Oor die algemeen word die area omring deur die stygende en dalende kurwes in die stabiele stadium (10.0~50.0 s-1) gebruik om die tiksotropie van die flodder te karakteriseer [21, 33]. Tixotropie verwys na die eienskap dat die flodder groot vloeibaarheid het onder die werking van eksterne kragskeer, en kan terugkeer na sy oorspronklike toestand nadat die skeeraksie gekanselleer is. Gepaste tiksotropie is baie belangrik vir die drukbaarheid van die mortel. Dit kan uit Figuur 8 gesien word dat die tiksotropiese area van die blanko groep sonder HPMC slegs 116.55 Pa/s was; na byvoeging van 0.10% HPMC, het die tiksotropiese area van die netto pasta aansienlik toegeneem tot 1 800.38 Pa/s; Met die toename van het die tiksotropiese area van die pasta afgeneem, maar dit was steeds 10 keer hoër as dié van die blanko groep. Vanuit die perspektief van tiksotropie het die inkorporering van HPMC die drukbaarheid van die mortel aansienlik verbeter.
Ten einde die mortel sy vorm te behou na ekstrusie en om die las van die daaropvolgende geëxtrudeerde laag te weerstaan, moet die mortel 'n hoër trekspanning hê. Dit kan uit Tabel 3 gesien word dat die opbrengsspanning τ0 van die netto flodder aansienlik verbeter word nadat HPMC bygevoeg is, en dit is soortgelyk aan HPMC. Die inhoud van HPMC is positief gekorreleer; wanneer die inhoud van HPMC 0.10%, 0.20% en 0.30% is, neem die opbrengsspanning van die netto pasta toe tot onderskeidelik 8.6, 23.7 en 31.8 keer dié van die blanko groep; die plastiese viskositeit μ neem ook toe met die toename in die inhoud van HPMC. 3D-drukwerk vereis dat die plastiese viskositeit van die mortel nie te klein moet wees nie, anders sal die vervorming na ekstrusie groot wees; terselfdertyd moet 'n geskikte plastiese viskositeit gehandhaaf word om die konsekwentheid van materiaalekstrudering te verseker. Samevattend, vanuit die oogpunt van reologie, het HPMC se Inkorporering 'n positiewe uitwerking op die verbetering van stapelbaarheid van 3D-drukmortel. Nadat HPMC ingesluit is, voldoen die suiwer pasta steeds aan die Bingham reologiese model, en die goedheid van pas R2 is nie laer as 0,99 nie.
1.3Die effek van HPMC op die meganiese eienskappe van 3D-drukmortel
28 d druksterkte en buigsterkte van 3D-drukmortel. Met die toename van HPMC-inhoud het die 28 d-druk- en buigsterkte van 3D-drukmortel afgeneem; wanneer die inhoud van HPMC 0.30% bereik het, is die 28 d druksterkte en Die buigsterktes onderskeidelik 30.3 en 7.3 MPa. Studies het getoon dat HPMC 'n sekere lug meevoer effek het, en as die inhoud daarvan te hoog is, sal die interne porositeit van die mortel aansienlik toeneem; Die diffusieweerstand neem toe en dit is moeilik om almal te ontlaai. Daarom kan die toename in porositeit die rede wees vir die afname in die sterkte van 3D-drukmortel wat deur HPMC veroorsaak word.
Die unieke lamineringsvormproses van 3D-druk lei tot die bestaan van swak areas in struktuur en meganiese eienskappe tussen aangrensende lae, en die bindingssterkte tussen lae het 'n groot invloed op die algehele sterkte van die gedrukte komponent. Vir 3D-drukwerk is mortelmonsters gemeng met 0.20% HPMC M-H0.20 gesny, en die tussenlaagbindingsterkte is getoets deur die tussenlaagsplitsingsmetode. Die tussenlaagbindingsterkte van die drie dele was hoër as 1.3 MPa; en wanneer die aantal lae laag was, was die tussenlaagbindingssterkte effens hoër. Die rede kan wees dat, aan die een kant, die swaartekrag van die boonste laag die onderste lae digter gebind maak; aan die ander kant kan die oppervlak van die mortel meer vog hê wanneer die onderste laag gedruk word, terwyl die oppervlakvog van die mortel verminder word as gevolg van verdamping en hidrasie wanneer die boonste laag gedruk word, dus Die binding tussen die onderste lae is sterker.
1.4Effek van HPMC op die mikromorfologie van 3D-drukmortel
Die SEM-beelde van die M-H0- en M-H0.20-monsters op 3 d-ouderdom toon dat die oppervlakporieë van die M-H0.20-monsters aansienlik vergroot is nadat 0.20% HPMC bygevoeg is, en die poriegrootte is groter as dié van die leë groep. Dit Aan die een kant is dit omdat HPMC 'n lug-meevoerende effek het, wat eenvormige en fyn porieë bekendstel; aan die ander kant kan dit wees dat die byvoeging van HPMC die viskositeit van die flodder verhoog, en sodoende die uitlaatweerstand van die lug binne-in die flodder verhoog. Die toename kan die hoofrede vir die afname in die meganiese eienskappe van die mortel wees. Om op te som, om die sterkte van die 3D-drukmortel te verseker, moet die inhoud van HPMC nie te groot wees nie (≤ 0.20%).
Ter afsluiting
(1) Hydroxypropyl methylcellulose HPMC verbeter die drukbaarheid van die mortel. Met die verhoging van die inhoud van HPMC neem die ekstruderbaarheid van die mortel af maar het steeds goeie ekstrueerbaarheid, die stapelbaarheid word verbeter en die drukbare Die tyd word verleng. Dit is geverifieer deur te druk dat die vervorming van die onderste laag van die mortel verminder word nadat HPMC bygevoeg is, en die bo-onder-verhouding is 0.84 wanneer die HPMC-inhoud 0.20% is.
(2) HPMC verbeter die reologiese eienskappe van 3D-drukmortel. Met die toename in HPMC-inhoud neem die skynbare viskositeit, opbrengsspanning en plastiese viskositeit van die flodder toe; tiksotropie neem eers toe en neem dan af, en die drukbaarheid word verkry. Verbetering. Vanuit die perspektief van reologie kan die byvoeging van HPMC ook die drukbaarheid van die mortel verbeter. Nadat HPMC bygevoeg is, voldoen die flodder steeds aan die Bingham-reologiese model, en die goedheid van pas R2≥0.99.
(3) Nadat HPMC bygevoeg is, neem die mikrostruktuur en porieë van die materiaal toe. Dit word aanbeveel dat die inhoud van HPMC nie 0,20% oorskry nie, anders sal dit 'n groot impak op die meganiese eienskappe van die mortel hê. Die bindingssterkte tussen verskillende lae van die 3D-drukmortel verskil effens, en die aantal lae Wanneer dit laer is, is die bindingssterkte tussen mortellae hoër.
Postyd: 27 September 2022