研究人员探索使用煅烧粘土的建筑3D打印

时间：2020-08-07 10:22 来源：中国3D打印网作者：中国3D打印网阅读：次

中国3D打印网８月７日讯，尽管诸如医学，航空航天和汽车等行业似乎常常在3D打印领域引起人们的关注，但建筑区域在引人注目的头条新闻方面当然并不令人失望。随着各种各样的材料不断证明自己，水泥肯定没有任何问题。实际上，您可能需要花费大量时间来研究涉及水泥和增材制造的不同类型的研究-从对自增强应变硬化复合材料，基于喷涂的材料甚至自愈系统进行的实验中进行。
现在，研究人员正在研究变化的煅烧粘土如何影响3D打印的水泥，其研究结果发表在“不同等级的煅烧粘土对3D打印的三元混合胶凝材料的新鲜和硬化性能的影响”中。指出混凝土在基于颗粒床和基于挤压的3D混凝土打印（3DCP）中经常使用，作者认为挤压更适合大规模使用。尽管可印刷性，可构建性和可挤出性是关键，但其他因素对于质量挤出来说也是必需的，例如高流动性，低粘度和合适的层粘合性。关于水泥的大多数研究都包括灰分，石灰石，硅石和矿渣等添加剂-通过减少硅酸盐水泥的使用来提高可持续性。但是，由于现在也对添加剂施加压力，因此它们变得越来越耗竭。
煅烧粘土是通过在高达1500华氏度的窑炉中烧成已转化为陶瓷的粘土。该材料最常用作棒球场上的土壤改良剂。先前的研究指出，煅烧粘土是一种很好的替代品，原因是：
．低二氧化碳排放量
．丰富的原材料
．良好的抗压强度
．带有火山灰反应的毛细管孔隙细化
但是，由于制造商的生产差异以及温度引起的偏差，原料结构和纯度引起的差异等原因，煅烧的粘土可能易于难以预测，此外，反应性还取决于偏高岭土（MK）。在这项研究中，作者发现，在试验两种不同类型的煅烧粘土（一种来自法国的低级煅烧粘土（LGCC），含50％MK，另一种来自美国的煅烧粘土，由95％MK组成）并考虑了（“高级”），他们能够将胶凝性混合物改善到与普通水泥浆相比。这与其他研究相吻合，其他研究表明可以通过添加煅烧粘土来转化新鲜混合物，但是就研究而言，总体上进行的很少。

粘合剂中干燥成分的XRF物理特性和氧化物组成。
在柱塞挤压测试（由机筒，活塞，支架和节流孔组成，在伺服液压Instron机器中组装）中，他们能够改变MK含量以及新鲜混合物的性能。

（a）冲压机的示意图；（b）根据参考文献，在球坐标系中的孔口入口流动区域图。 [26,27]; （c）滑枕挤压试验的典型试验-预定的活塞移动速度与位移的关系。

孔口处的活塞速度（V0）和计算出的物料流速（V）。
在代尔夫特理工大学（TU Delft）的“实验室规模3DCP设置”上进行了3D打印测试，该设备由三自由度计算机数控（CNC）机器和PFT Swing-M型输送泵组成。一周后的抗压强度取决于水合和“静止”时新鲜混合物的组成。当他们向由最多两层3D打印光束构成的圆柱状样品中添加高级煅烧粘土（HGCC）时，空气空隙含量增加

TU Delft的实验室规模的3DCP设置。它由一个CNC工作台，一个输送泵，一条物料软管和一个打印头（喷嘴）组成。

（a）带有矩形开口（40××13.5×mm2）的喷嘴1；（b）带有圆形开口（Ø15mm）的喷嘴2。
研究人员说：“结果还证实，具有良好可建造性的新鲜混合物可能易于在两个相邻层之间形成冷缝/弱界面。”

在煅烧粘土中，可印刷性窗口随HGCC的变化而变化。

方法1的可建造性测试结果：（a）LCC，MCC和HCC混合物的可建造性性能；（b）通过使用不同的混合物（混合物LCC和MCC：坍塌之前记录的数据； HCC混合物：在第21层之后记录的数据）的高度和层数。（c）上升结构崩溃的可能原因。

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