1.1Vpliv HPMC na tiskarstvo 3D tiskarskih malt
1.1.1Vpliv HPMC na izliv 3D -tiskarskih malt
Prazna skupina M-H0 brez HPMC in preskusne skupine z vsebnostjo HPMC 0,05%, 0,10%, 0,20%in 0,30%je bila dovoljena za različna obdobja, nato pa je bila testirana fluidnost. Vidimo, da bo vključitev HPMC znatno zmanjšala pretočnost malte; Ko se vsebnost HPMC postopoma poveča z 0% na 0,30%, se začetna pretočnost malte zmanjša s 243 mm na 206, 191, 167 oziroma 160 mm. HPMC je visok molekularni polimer. Med seboj se lahko zapletejo tako, da tvorijo omrežno strukturo, kohezijo cementne gnojevke pa se lahko poveča z inkapsulacijskimi komponentami, kot je CA (OH) 2. makroskopsko, kohezivnost malte se izboljša. S podaljšanjem stoječega časa se stopnja hidracije malte poveča. Povečana, tekočnost se je sčasoma izgubila. Fluidnost prazne skupine M-H0 brez HPMC se je hitro zmanjšala. V eksperimentalni skupini z 0,05%, 0,10%, 0,20% in 0,30% HPMC se je stopnja zmanjšanja fluidnosti s časom zmanjšala, pretočnost malte po 60 min . Fluidnost je 87,3%, 92,7%, 98,2%, 96,8%. Vključitev HPMC lahko znatno izboljša sposobnost zadrževanja fluidnosti malte, kar je posledica kombinacije molekul HPMC in vode; Po drugi strani pa lahko HPMC ustvari podoben film in ima omrežno strukturo in zavije cement, kar učinkovito zmanjšuje hlapnost vode v malti in ima določeno zmogljivost zadrževanja vode. Omeniti velja, da ko je vsebnost HPMC 0,20%, sposobnost zadrževanja malte pretok doseže najvišjo raven.
Fluidnost 3D tiskarske malte, pomešane z različnimi količinami HPMC, je 160 ~ 206 mm. Zaradi različnih parametrov tiskalnika so priporočeni razponi pretočnosti, ki jih pridobijo različni raziskovalci, različni, na primer 150 ~ 190 mm, 160 ~ 170 mm. Na sliki 3 je mogoče intuitivno razvidno, da je fluidnost 3D tiskarske malte, pomešane s HPMC Priporočeni razpon, ki izpolnjuje ustrezno pretočnost in zlaganje. Čeprav se pretočnost malte z ustrezno količino HPMC zmanjša, kar vodi do zmanjšanja ekstrudiranosti, ima še vedno dobro ekstrudiranost, ki je znotraj priporočenega območja.
1.1.2Vpliv HPMC na zlaganje 3D tiskarskih malt
V primeru, da ne uporabljate predloge, je velikost hitrosti zadrževanja oblike pod samo-teži odvisna od stresa donosa materiala, ki je povezan z notranjo kohezijo med gnojenjem in agregatom. Navedena je zadrževanje oblike 3D tiskarskih malt z različnimi vsebinami HPMC. Stopnja sprememb s časom stanja. Po dodajanju HPMC se izboljša stopnja zadrževanja malte, zlasti v začetni fazi in stoji 20 minut. Vendar pa je s podaljšanjem stoječega časa vpliv izboljšanja HPMC na stopnjo zadrževanja malte postopoma oslabljen, kar je bilo predvsem posledica povečanja stopnje zadrževanja. Po 60 minutah lahko samo 0,20% in 0,30% HPMC izboljšata stopnjo zadrževanja malte.
Rezultati preskusa penetracijske odpornosti 3D -tiskarske malte z različnimi vsebnostjo HPMC so prikazani na sliki 5. Na sliki 5 je razvidno, da se odpornost penetracije na splošno poveča s podaljšanjem stoječega časa, ki je predvsem posledica toka katro med postopkom hidratacije cementa. Postopoma se je razvil v togo trdno trdno snov; V prvih 80 minutah je vključitev HPMC povečala penetracijsko odpornost, s povečanjem vsebnosti HPMC pa se je odpornost na penetracijo povečala. Večja kot je penetracijska odpornost, deformacija materiala zaradi uporabljene obremenitve večja je odpornost HPMC, kar kaže, da lahko HPMC izboljša zgodnjo zlaganje 3D tiskarske malte. Ker se hidroksilna in eterska vez na polimerni verigi HPMC zlahka kombinira z vodo skozi vodikove vezi, kar ima za posledico postopno zmanjšanje proste vode in povezava med delci se poveča, se sila trenja poveča, zato zgodnja penetracijska odpornost postane večja. Potem ko je 80 minut stal zaradi hidracije cementa, se je odpornost penetracije prazne skupine brez HPMC hitro povečala, medtem ko se je odpornost penetracije testne skupine s HPMC povečala, da se je stopnja bistveno spremenila do približno 160 minut stoječega. Po Chen in sod. Je to predvsem zato, ker HPMC tvori zaščitni film okoli cementnih delcev, ki podaljša čas nastavitve; Pourchez et al. Predvidevamo, da je to predvsem zaradi preprostih proizvodov razgradnje etra vlaken (na primer karboksilate) ali metoksilnih skupin, ki lahko zakasnejo hidracijo cementa z zaostalo na tvorbo Ca (OH) 2. Omeniti velja, da je bil ta eksperiment izveden pod enakimi temperaturami in vlažnostjo, da preprečimo razvoj prodonske odpornosti na izhlapevanje vode na površini vzorca. Na splošno lahko HPMC učinkovito izboljša zložljivost 3D tiskarske malte na začetni fazi, odloži koagulacijo in podaljša čas tiskanja 3D tiskarske malte.
3D tiskarska malta (dolžina 200 mm × širine 20 mm × debelina plasti 8 mm): prazna skupina brez HPMC je bila močno deformirana, zrušila in imela težave s krvavitvijo pri tiskanju sedmega sloja; Malta M-H0.20 ima dobro zlaganje. Po tiskanju 13 slojev je zgornja širina roba 16,58 mm, spodnja širina roba je 19,65 mm, razmerje med zgornjim in dnom (razmerje zgornje širine in širine spodnjega roba) 0,84. Dimenzionalno odstopanje je majhno. Zato je bilo preverjeno s tiskanjem, da lahko vključitev HPMC znatno izboljša tiskanje malte. Fluidnost malte ima dobro ekstrudbilnost in zlaganje pri 160 ~ 170 mm; Stopnja zadrževanja oblike je manjša od 70 %, je resno deformirana in ne more izpolnjevati tiskarskih zahtev.
1.2Vpliv HPMC na reološke lastnosti 3D tiskarskih malt
Navidezna viskoznost čiste kaše pod različno vsebnostjo HPMC je podana: s povečanjem hitrosti striženja se navidezna viskoznost čiste kaše zmanjša, pojav strižne redčenja pa je pod visoko vsebnostjo HPMC. Je bolj očitno. Molekularna veriga HPMC je neurejena in kaže večjo viskoznost z nizko hitrostjo striženja; Toda z veliko hitrostjo striženja se molekule HPMC premikajo vzporedno in urejene vzdolž strižne smeri, kar omogoča lažje drsenje molekul, zato je miza navidezna viskoznost gnojevke razmeroma nizka. Kadar je hitrost striženja večja od 5,0 S-1, je navidezna viskoznost P-H0 v prazni skupini v osnovi stabilna znotraj 5 Pa s; Medtem ko se navidezna viskoznost gnojevke poveča po dodajanju HPMC in jo pomešamo s HPMC. Dodajanje HPMC poveča notranje trenje med cementnimi delci, kar poveča navidezno viskoznost paste, makroskopska zmogljivost pa je, da se iztišenost 3D -tiskarske malte zmanjša.
Zabeleženo je bilo razmerje med strižnim stresom in hitrostjo striženja čiste gnojevke v reološkem testu, model Binghama pa je bil uporabljen za prilagajanje rezultatov. Rezultati so prikazani na sliki 8 in tabeli 3. Kadar je bila vsebnost HPMC 0,30%, je bila hitrost striženja med testom večja od 32,5, ko viskoznost kaše presega obseg instrumenta pri S-1, ustrezni podatki točk ni mogoče zbrati. Na splošno se za karakterizacijo tikotropije gnojevke uporablja območje, ki ga obdajajo naraščajoče in padajoče krivulje v stabilni fazi (10,0 ~ 50,0 S-1) [21, 33]. Thixotropija se nanaša na lastnost, da ima gnoj veliko pretočnost pod delovanjem striženja zunanjih sil in se lahko po odpovedi striženja vrne v prvotno stanje. Primerna tiksotropija je zelo pomembna za tiskanje malte. Na sliki 8 je razvidno, da je bilo tiksotropno območje prazne skupine brez HPMC le 116,55 Pa/s; Po dodajanju 0,10% HPMC se je tiksotropna površina neto paste znatno povečala na 1 800,38 PA/s; S povečanjem se je tiksotropno območje paste zmanjšalo, vendar je bilo še vedno 10 -krat večje od praznega skupine. Z vidika tiksotropije je vključitev HPMC močno izboljšala tiskanje malte.
Da bi malta po ekstrudiranju ohranila svojo obliko in zdržala obremenitev naslednje ekstrudirane plasti, mora malta imeti večji donos. Iz preglednice 3 je razvidno, da se po dodatku HPMC znatno izboljša stres τ0 neto gnojenja in je podoben HPMC. Vsebnost HPMC je pozitivno povezana; Kadar je vsebnost HPMC 0,10%, 0,20%in 0,30%, se stres donosa neto paste poveča na 8,6, 23,7 in 31,8 -krat večja od prazne skupine; Tudi plastična viskoznost μ se poveča s povečanjem vsebnosti HPMC. 3D tiskanje zahteva, da plastična viskoznost malte ne bi smela biti premajhna, sicer bo deformacija po ekstrudiranju velika; Hkrati je treba vzdrževati primerno plastično viskoznost, da se zagotovi konsistenca ekstrudiranja materiala. Če povzamemo, z vidika reologije vgradnja HPMC pozitivno vpliva na izboljšanje zlagalnosti 3D -tiskarske malte. Po vključitvi HPMC čista pasta še vedno ustreza reološkemu modelu Binghama, dobrota Fit R2 pa ni nižja od 0,99.
1.3Vpliv HPMC na mehanske lastnosti 3D tiskarske malte
28 D tlačna trdnost in upogibna trdnost 3D tiskarske malte. S povečanjem vsebnosti HPMC se je 28 D tlačna in upogibna trdnost 3D tiskanja zmanjšala; Ko je vsebnost HPMC dosegla 0,30%, 28 D tlačna trdnost in upogibna trdnost sta 30,3 oziroma 7,3 MPa. Študije so pokazale, da ima HPMC določen učinek vgradnje zraka, in če je njegova vsebnost previsoka, se bo notranja poroznost malte znatno povečala; Difuzijska odpornost se poveča in težko je izpustiti vse. Zato je lahko povečanje poroznosti razlog za zmanjšanje trdnosti 3D tiskarske malte, ki jo povzroča HPMC.
Edinstven postopek oblikovanja laminacije 3D tiskanja vodi do obstoja šibkih območij v strukturi in mehanskih lastnosti med sosednjimi plastmi, trdnost vezi med plastmi pa močno vpliva na celotno trdnost tiskane komponente. Za 3D-tiskarske malte vzorce, pomešane z 0,20% HPMC M-H0.20, smo razrezali, trdnost medletne vezi pa je bila preizkušena z metodo cepljenja medplasti. Moč medplastične vezi treh delov je bila višja od 1,3 MPa; in ko je bilo število slojev nizko, je bila trdnost medsebojne vezi nekoliko višja. Razlog je lahko, da na eni strani gravitacija zgornje plasti naredi spodnje plasti bolj gosto vezane; Po drugi strani ima lahko površina malte več vlage pri tiskanju spodnje plasti, medtem ko se površinska vlaga malte zmanjša zaradi izhlapevanja in hidracije pri tiskanju zgornje plasti, tako da je vez med spodnjimi plastmi močnejša.
1.4Vpliv HPMC na mikromorfologijo 3D tiskarske malte
SEM slike vzorcev M-H0 in M-H0.20 pri starosti 3 d kažejo, da se površinske pore vzorcev M-H0.20 znatno povečajo po dodajanju 0,20% HPMC, velikost por prazna skupina. To je na eni strani, ker ima HPMC učinek zajetja zraka, ki uvaja enotne in fine pore; Po drugi strani pa lahko dodajanje HPMC poveča viskoznost gnojevke in s tem poveča odpornost na odvajanje zraka znotraj gnojevke. Povečanje je lahko glavni razlog za zmanjšanje mehanskih lastnosti malte. Če povzamemo, da bi zagotovili moč 3D tiskarske malte, vsebnost HPMC ne bi smela biti prevelika (≤ 0,20%).
Za zaključek
(1) Hidroksipropil metilceluloza HPMC izboljša tiskanje malte. S povečanjem vsebnosti HPMC se ekstrudiranost malte zmanjšuje, vendar ima še vedno dobro ekstrudbilnost, zložljivost se izboljša in čas za tiskanje se čas podaljša. Preverjeno je bilo s tiskanjem, da se deformacija spodnje plasti malte zmanjša po dodajanju HPMC, razmerje zgornjega bottoma pa 0,84, ko je vsebnost HPMC 0,20%.
(2) HPMC izboljša reološke lastnosti 3D tiskarske malte. S povečanjem vsebnosti HPMC se navidezna viskoznost, napetost in plastična viskoznost gnoja poveča; Thixotropija se najprej poveča in nato zmanjša, tiskalnost pa dobimo. Izboljšanje. Z vidika reologije lahko dodajanje HPMC izboljša tudi tiskanje malte. Po dodajanju HPMC se slurry še vedno ujema z reološkim modelom Binghama in dobroto Fit R2≥0,99.
(3) Po dodajanju HPMC se mikrostruktura in pore materiala povečajo. Priporočljivo je, da vsebnost HPMC ne sme presegati 0,20%, sicer bo močno vplivala na mehanske lastnosti malte. Moč vezave med različnimi plastmi 3D tiskarske malte je nekoliko drugačna, število plasti, ko je nižje, je trdnost vezi med malto večji.
Čas objave: september-27-2022