研究者らは、さまざまな種類のコンクリートの3Dプリントの可能性を評価

コンクリートを 3D プリントするには、いくつかのパラメータを満たす必要があります。ノズルから押し出すことができ、堆積するとその形状を維持し、さらに連続する層の重量によっても無傷のままでいられる必要があります。「3D プリントコンクリートの作業性パラメータの評価」と題された論文で、研究者チームは、フローテーブル、ICAR レオメーター、ビカット、およびスクリュー押出機を回転させるモーターの消費電力を研究室で行った実験測定という 4 つの異なるテストに基づいて、3D プリント用の新しいコンクリートの作業性を測定した。

研究者たちは材料として、砕いた石灰岩と珪質の川砂を半分ずつ混ぜたものを使用した。彼らは材料をテストするためにプロトタイプの 3D 印刷システムを開発しました。「異なる骨材、結合剤、さまざまな量の水と高性能減水剤で製造されたコンクリート混合物が製造され、4つの異なるテストに従って作業性をテストされ、印刷されました。測定された作業性パラメータに関する幅広いデータを取得し、最終的に印刷可能なコンクリート混合物を特徴付ける閾値を決定するためです」と研究者らは述べています。

研究者らは、印刷可能性と構築可能性に関する 4 つの基準を確立しました。
混合物はノズルを通して押し出すことができる
印刷品質が良いということは、押し出された材料に空隙や寸法変化がないことを意味します。
5層の印刷物を崩壊することなく実現可能
1階の高さと5階の高さは約1

4 つの基準をすべて満たすブレンドを見つけるのは困難です。骨材としての石灰岩と結合剤としてのセメントの混合物は、高、中、低の 3 つの異なる作業性レベルを達成するように調整されましたが、確立された 4 つの基準をすべて満たすものはなかったため、印刷可能とは見なされませんでした。

研究者らは、時間の経過に伴う保守性の低下も評価した。 3 種類の骨材 (石灰岩、川砂、および両方の混合物) を含む混合物の膨張を、混合後 0、15、30 分で測定しました。研究者らは、「石灰岩充填材を使用したコンクリートの作業性の低下は、川砂または石灰岩と川砂を使用したコンクリートよりも高かった。これはポリマーの粒子サイズによって説明できる。石灰岩充填材にはより多くの微粒子が含まれており、混合物からより多くの水を吸収する。」と述べた。

多くの川砂と複合骨材は 3D プリントに成功しましたが、石灰岩ベースの混合物のほとんどはプリント不可能であることが判明しました。石灰岩混合物では、他の混合物と同じ作業性レベルを達成するために、より多くの水と高性能減水剤が必要となり、その結果、圧縮強度の値が低くなりました。
「フライアッシュやレードルスラグなどの代替セメント材料をセメントの代替品として使用した場合、結合剤として100％セメントを使用した混合物と比較して、圧縮強度が平均30％低下し、密度が10％低下するという結果が出た」と研究者らは結論付けた。「ほとんどの場合、フライアッシュミックスは、印刷プロセス中に他のミックスに比べて値が低下し、作業性の低下が大きいことが観察されました。ただし、低コストと硬化コンクリートの体積安定性は、コンクリートの3D印刷にフライアッシュまたはレードルスラグを使用することの利点になると予想されます。」
この論文の著者には、M. Papachristoforou、V. も含まれます。ミツポロスとM.ステファニドゥ。
出典: 中国3Dプリンティングネットワーク

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