3D打印混凝土外观质量提升技术研究文献综述

 2022-10-26 04:10
  1. 文献综述(或调研报告):
  2. 触变性基本概念

触变性是指物体(如油漆、涂料)受到剪切时稠度变小,停止剪切时稠度又增加或受到剪切时稠度变大,停止剪切时稠度又变小的性质的一“触”即“变”的性质.触变性是一种可逆的溶胶现象,普遍存在于高分子悬浮液中,代表流体粘度对时间的依赖性。1995年侯万国等[1]在研究镁铝型混合金属氢氧化物-蒙脱土悬浮体流变性时发现,在外切力作用下体系可先后呈现出正触变性和负触变性,即复合触变性。随即,人们又陆续发现 在Mg—Fe—MMH—钠质蒙脱土体系和Mg-Al-MMH-高岭土体系中也存在复合触变现象[2]

目前,人们正致力于研究触变性的本构方程、模型、影响因素及机理,以建立完整的触变理论体系。刚芹果提出了三种触变性流体的本构模型,包括无弹性和无屈服应力模型(Moore模型、幂律模型、Cross模型),无弹性含屈服应力模型(Worrall-Tu-Liani模型、双线性模型、幂律模型)和粘弹性模型(结构网络模型、Quernada模型),以更全面地描述流体的力学行为[3]。刘科针对三种触变体系提出了影响触变性的因素,如分散相、外加电解质、PH值影响体系的正触变性,盐类、溶剂、温度、外切力、外加聚合物的水解度和浓度等影响体系的负触变性,而胶土质量比、剪切速率、PH值会对复合触变体系造成影响[4]。李志国在《3D打印建筑材料相关概念辨析》一文中阐述:上海盈创新材料公司自主研发出的3D打印机,机长150m,高6.6m,宽10m,2014年3月,利用建筑废弃材料,变废为宝,将其粉碎磨细,加入纤维、有机粘合剂、水泥等 附加材料,制成牙膏状的“油墨”,24h内在上海张江高新青浦园区完成了10栋2003D打印建筑。

  1. 触变性评价标准

触变性的机理是触变性流体因其内部分子的物理团聚或静电吸引形成的氢键,使得流体内部形成一个网状结构,在外力作用下,微观上网状结构随剪切时间发生改变,宏观上表现出剪切变稀或剪切增稠现象。

其表征方法主要有以下几种:

2.1触变环法

触变环法的试验原理是:当剪切速率从0连续增加到一个定值,再从这个定值逐渐下降到0,测定其应力随剪切速率的变化,所做出的剪切应力-剪切速率的封闭曲线为触变环.通过改变不同时间和不同最大剪切速率值,可以得到不同面积的触变环.触变环的面积越大则触变性越大,反之则越小。虽然此种方法是常用方法之一,在测定触变性过程中存在剪切速率和作用时间两个变量,而这两个变量都是触变性的影响因素,故只能通过此方法判定多种胶黏剂触变性的好坏,不如触变指数法简单直观。

2.2触变指数法

对于牛顿流体或粘度较小的流体,触变指数是指6r/min的粘度与60r/min的粘度比值,即。 我国的NDJ—1型这类粘度计及布鲁克非尔德同步电动粘度计仅适用于测试牛顿流体或粘度在10mPa·s以下的近似牛顿流体胶黏剂的粘度.在胶黏剂这类非牛顿流体中,触变指数用5.6r/min的粘度与65r/min的粘度比值表示,即[5]。触变指数的意义为在两种不同转速条件下低转速的表观粘度与高转速表观粘度的比值,反映出流体在剪切力作用下结构被破坏后恢复原有结构能力的好坏。

2.3静切力法

用特殊形状的叶片,在剪切速率接近零时,测定水泥浆静止10s(或1min)和10 min,浆体开始流动的静切力和,用其差值表示水泥浆的触变性。由于水泥浆静止10min以后的静切力变化不大,且比大得多,因此一般将其视为浆体的最大静切力,并以此描述水泥浆的触变性程度。

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