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探究3D打印混凝土力学变革

更新时间: 2024-11-26 16:01:02  查看次数: 51    
汪群用PVA纤维来提升3D打印的硫铝酸盐混凝土的性能,还找出了长度是9毫米的PVA纤维最合适的掺量范围。不过呢,咱们这个研究用的3D打印混凝土基体和他不一样,咱们针对这材料7天、28天的力学性能,还有各项性能在不同方向上的差异,进行了更全面、更系统的研究。和咱们研究里用的PP纤维不一样哦,PVA纤维的直径很小,大概在30±10微米,它的表面是亲水的,和混凝土基体结合得特别好,弹性模量挺高的,有52800兆帕,抗拉强度是1400兆帕。在实际做力学性能测试的时候,这纤维不太容易变形,往往是在试件断裂面直接就断开了,不会有拉伸变形的情况,所以它延缓试件被破坏过程的作用不太明显。
嘉兴3D打印
3D打印混凝土的抗压强度呢,会随着纤维掺量和长度的增加而下降。不过其中PPF - 0.3% - 3这一组有点特别,它的三向抗压强度比没加纤维的空白对照组还要高一些。这组材料里的PP纤维比较短,整体材料的流变性能指标和空白对照组比起来提升得不多,在调整到比较大的挤出速度之后,材料的孔隙率只是稍微提高了一点儿。因为纤维短,在同样的掺量情况下,体系里的纤维数量就多,挡在裂缝发展方向上的纤维数量也更多,所以对材料的抗压强度有那么一点儿提升作用。
嘉兴3D打印
除了这个例外情况,随着水泥水化不断进行,3D打印混凝土会变得更致密,虽然总体的孔隙率和早期比起来是下降了,但是PVA纤维对3D打印混凝土的流变性能影响挺大的。为了能达到最好的打印质量,不同组的材料都用了比较大的挤出速度,这样一来,硬化之后试件内部的孔隙含量就比较高了。而且随着基体不断硬化,PVA纤维和3D打印混凝土基体结合得更好了,可它直径小、弹性模量高的特点,导致在微裂缝发展过程中它直接断开的可能性变大了,这样就对3D打印混凝土的力学性能增强作用不太好。在这两种不好的影响作用下,材料的抗压强度就随着PVA纤维掺量和长度的增加而下降了。
嘉兴3D打印
总体来讲,除了PVAF - 0.3% - 3这一组,在咱们这次试验选的纤维掺量和长度范围里,PVA纤维明显让3D打印混凝土后期的三向抗压强度降低了。而且掺量变化带来的效果也不一样,当增加PVA纤维长度的时候,材料的三向抗压强度都下降得很明显,所以材料抗压强度在不同方向上的差异变化也没什么规律可循。