Naukowcy oceniają druk 3D różnych rodzajów betonu

Dla swoich materiałów naukowcy użyli pokruszonego kamienia wapiennego, krzemionkowego piasku rzecznego i kombinacji połowy i połowy każdego z nich. Opracowali prototypowy system druku 3D do testowania materiałów.

"Wytworzono mieszanki betonowe produkowane z różnymi kruszywami, spoiwami i inną ilością wody i superplastyfikatora, przetestowano pod kątem urabialności według czterech różnych testów i wydrukowano w celu mieć dostęp do szerokiego zakresu danych mierzonych parametrów urabialności i ostatecznie określić ich wartości progowe, które charakteryzują konkretną mieszaninę jako możliwą do wydrukowania ", stwierdzają badacze.

Naukowcy ustalili cztery kryteria drukowalności i możliwości budowy:

Trudno było znaleźć mieszaninę, która spełniałaby wszystkie cztery kryteria. Zmieszano mieszaninę z wapieniem jako kruszywem i cementem jako spoiwem, aby osiągnąć trzy różne poziomy urabialności, wysokie, umiarkowane i niskie, ale żaden z nich nie był uważany za nadający się do druku, ponieważ żaden nie spełniał wszystkich czterech ustalonych kryteriów CD3D .

Naukowcy ocenili także utratę możliwości obróbki w czasie. Ekspansję mieszanin z trzema różnymi agregatami (wapień, piasek rzeczny i mieszanina obydwu) zmierzono po 0, 15 i 30 minutach po wymieszaniu.

"Beton z wypełniaczem wapiennym stracił urabialność w tempie wyższym niż z piaskiem rzecznym lub połączeniem z piaskiem wapiennym i rzecznym ", stwierdzają naukowcy. "Można to tłumaczyć granulometrią agregatów. Wypełniacz wapienny ma więcej drobin, które pochłaniają więcej wody z mieszaniny. "

Wiele piasku rzecznego i kombinacji kruszywa może być drukowanych z powodzeniem w 3D, podczas gdy większość mieszanek opartych na wapieniu okazała się nieodtwarzalna. Mieszaniny wapienia wymagały również większych ilości wody i super plastyfikatora, aby osiągnąć taki sam poziom urabialności, jak inne mieszaniny, co doprowadziło do niższych wartości wytrzymałości na ściskanie.

"Zastosowanie alternatywnych materiałów cementowych, takich jak popiołu lotnego i żużla z pieca kadziowego jako zamiennik cementu(20%) powoduje średnie zmniejszenie wytrzymałości na ściskanie o 30% i gęstości o 10% w porównaniu do mieszanin ze 100-procentowym cementem jako spoiwem "- podsumowują naukowcy. "Należy również wspomnieć, że w większości przypadków podczas drukowania zaobserwowano, że mieszaniny popiołu lotnego wykazywały zmniejszone wartości i wyższy wskaźnik utraty zdolności do obróbki w czasie w porównaniu z innymi mieszaninami. Oczekuje się jednak, że niższy koszt i stabilność objętościowa stwardniałego betonu będzie korzystna ze stosowania popiołu lotnego lub żużla w betonie do druku 3D. "

Autorami artykułu są M. Papachristoforou, V. Mitsopoulos i M. Stefanidou.