纤维对3D打印混凝土打印性能与力学性能的影响

为了研究纤维掺入对3D打印混凝土(3DPC)性能的影响,通过掺入聚乙烯醇(PVA)、聚丙烯(PP)纤维以及剑麻纤维,探究了纤维对3DPC流变性能、打印性能、力学性能以及孔结构的影响规律。流变性能测试结果表明,3DPC的静态屈服应力与三种纤维的掺量均呈线性上升关系,但纤维对3DPC流变性能的影响程度有所差异。打印性能测试结果表明PVA纤维的掺入会降低3DPC的可挤出性,但能明显提高挤出后混凝土的尺寸均匀性。力学性能与孔结构的测试结果表明,PP纤维对3DPC抗压强度有明显的提升效果,剑麻纤维对3DPC抗折强度有最显著的增强效果,而纤维掺量提高会降低3DPC表观密度,使内部孔隙率增加,从而导致高掺量纤维的增强效果弱于低掺量纤维。     

涂层对速凝3D打印水泥砂浆力学性能的影响

3D打印砂浆普遍存在层间界面粘结较弱、抗折强度较低的问题,而膨胀水泥浆涂层涂覆于砂浆表面可产生表层压应力,进而提升其抗折强度,作为界面剂涂覆于层间可同时增强其界面粘结强度。本文通过将硫铝酸盐水泥与膨胀剂混合而成的涂层涂覆于速凝3D打印砂浆的表面与层间,研究了该涂层对不掺纤维及掺0.5%(体积分数)玄武岩纤维3D打印砂浆试件力学性能的影响规律。结果表明,涂覆层间涂层对无纤维与掺纤维速凝3D打印砂浆的层间界面粘结强度提升率分别为21.4%、12.2%,同时对其抗压强度也有一定提升作用。仅涂覆表面涂层与仅涂覆层间涂层对3D打印砂浆的抗折强度提升效果相当;同时涂覆表面及层间涂层对3D打印砂浆的抗折强度提升效果最显著,与无纤维、掺纤维的无涂层试件相比,提升率最高分别可达44.2%、23.2%。涂层对于无纤维3D打印试件层间粘结强度及抗折强度的提升效果优于掺纤维试件。     

氧化铁红颜料对白水泥基3D打印材料流变及可打印性能的影响

目前3D打印技术在建筑材料领域的研究主要集中在大型结构的建立和力学性能上,而对异形装饰及景观构件的研究还很少.本文采用白色硅酸盐水泥作为胶凝材料,并引入亚微米级粒度氧化铁红颜料来制备彩色水泥基3D打印材料,并研究氧化铁红颜料对白水泥基3D打印材料流变性能、可打印性能及力学性能的影响.结果表明,低掺量的颜料可以降低白水泥...     

煤矸石及纤维对3D打印水泥砂浆性能的影响

研究了煤矸石、钢纤维及玻璃纤维用量对3D打印水泥砂浆性能的影响。结果表明,煤矸石、钢纤维及玻璃纤维均使砂浆的流动度下降,其中玻璃纤维影响最大。随煤矸石取代水泥量的增加,砂浆的强度先提高后降低,煤矸石取代30%水泥时,砂浆的强度最高,砂浆的初凝时间4. 3 min,终凝时间9. 5 min满足3D打印时的凝结时间要求。钢纤维对砂浆的抗折强度提高明显,对抗压强度也有影响纤维用量0. 5%左右时,砂浆28 d的抗压强度提高约10. 3%,抗折强度提高约20%,而砂浆的流动性下降较少,是最佳纤维用量。在0. 8%~1. 2%的用量范围内,添加玻璃纤维后砂浆强度明显降低。因此,在此用量范围内玻璃纤维不适合作为煤矸石水泥砂浆的增强材料。     

3D打印玻璃纤维增强聚乳酸性能评估

以玻璃纤维增强聚乳酸为例,通过先双螺杆共混造粒后单螺杆挤出的方法,制备(1.75±0.05) mm线径规格的线材,然后利用3D打印工艺制得玻纤增强聚乳酸制件。采用质量分数30%磨碎玻纤增强聚乳酸线材,根据打印工艺参数对打印制件力学性能与表面光滑度的影响程度,对比了打印路径、打印温度及打印速度对制件的影响。结果表明,当打印路径为0°方向,打印温度为220℃及打印速度为60 mm/s时,出料顺畅,制件黏结牢固且表面光滑。在上述打印工艺参数下,研究了玻纤含量及玻纤保留长度对制件力学性能及形貌的影响。结果表明,当玻纤质量分数为20%时,制件的拉伸及弯曲性能达到最佳,打印顺畅,制件表面光滑平整,在相同的玻纤含量下,选择短切玻纤(保留长度367μm)时打印制件的拉伸强度及弯曲强度分别为68.42 MPa和93.29 MPa。     

3D打印用玄武岩纤维/聚乳酸复合线材力学性能的研究

以玄武岩纤维（BF）、聚乳酸（PLA）为主要原料,再与成核剂TMC–210、硅烷偶联剂KH–550、环氧扩链剂KL–E4370B和填料纳米碳酸钙通过熔融共混制备3D打印玄武岩纤维/聚乳酸复合线材。讨论了纤维含量、成核剂用量、硅烷偶联剂用量、环氧扩链剂用量、纳米碳酸钙用量对复合线材力学性能的影响。结果表明：w(BF)以20%～30%为宜;TMC–210对于复合线材强度增强效果不明显;w(KH–550)为7.5%、w(KL–E4370B)为4%、w（纳米碳酸钙）为7.5%时,复合线材力学性能最佳。     

3D打印条件对可降解聚乳酸力学性能的影响

采用3D打印方式制备降解左旋聚乳酸（PLLA）样品,通过冲击及拉伸试验研究不同打印条件对样品冲击强度、拉伸强度、拉伸模量及断裂伸长率的影响。结果表明,随着打印填充密度的增加,样品的冲击强度、拉伸强度及拉伸模量增大,断裂伸长率先增后减;随着打印速度的增加,样品的拉伸强度和拉伸模量增大,冲击强度及断裂伸长率减小;随着打印温度的增加,样品的冲击强度、拉伸强度和拉伸模量增大,断裂伸长率减小;打印填充密度、打印速度、打印温度分别为70 %、100 mm/s、210 ℃时,样品的综合性能最佳。     

原位聚合对3D打印砂浆力学性能的影响及机理

为了实现3D打印砂浆力学性能的提升,选用丙烯酰胺为单体,以原位聚合的方式在3D打印砂浆中生成聚丙烯酰胺网络,探究原位聚合对3D打印砂浆力学性能的影响,并通过Fourier变换红外光谱、扫描电子显微镜、压汞仪测试和X射线计算机断层成像等手段对其影响机理进行探究。结果表明：AM原位聚合体系可以提高3D打印砂浆的流动性,减少宏观缺陷的产生,提高打印质量。AM单体聚合后会形成有机网络与水泥水化产物相互交错连接形成的“刚-柔”复合网络结构。这种结构极大的增强了3D打印试件的抗折强度和界面粘接强度,最高可使其28 d抗折强度提高52.4%,28 d相对界面粘接强度提高78.1%。     

石灰对煤矸石水泥砂浆性能影响研究

将铜川煤矸石进行热活化和机械活化后,加入石灰进行化学激发,掺入水泥砂浆中进行强度测试,对石灰和煤矸石掺量进行了实验研究,分析了石灰对煤矸石水泥砂浆的作用。结果表明,煤矸石和石灰掺入对水泥砂浆的强度具有较大的影响。煤矸石水泥砂浆的早期抗压和抗折强度均较低,但28 d强度随煤矸石和石灰用量增加出现先增加后降低的趋势。在煤矸石用量达到40%,石灰取代量为40%左右时,水泥砂浆抗压和抗折强度出现最大值。石灰的加入对煤矸石水泥砂浆的强度具有较大的提升作用,掺石灰后,煤矸石水泥砂浆28 d抗压强度提高约21%,抗折强度提高约31%。     

煤矸石在水泥生产中的应用

煤矸石是在煤炭生产过程中产生的一种硅铝质含碳岩石,是目前我国排放量最大的工业固体废弃物之一,占年工业固体废弃物排放量的20%以上。大量堆存的煤矸石处理不当,不仅会对环境造成严重危害,而且是对资源的变相浪费。介绍了煤矸石在水泥领域的应用,阐述了不同品质煤矸石应用到水泥产品领域时所需具备的物化性质。     

热活化煤矸石对水泥力学性能的影响

研究了500～1000℃下热活化煤矸石的特性,将热活化煤矸石以20%～60%的质量比掺到硅酸盐水泥中,进行水泥强度试验。结果表明,热活化温度对煤矸石的活性有很大影响,以伊利石为主要矿物组分的煤矸石在750℃左右煅烧的条件下具有较高的活性;水泥强度随着活化煤矸石掺量的增加呈逐渐下降趋势。相对而言,活化煤矸石掺入量在20%～30%之间变化时,水泥的强度值下降幅度较小;在30%～60%之间变化时,水泥的强度值下降幅度较大。     

煤矸石骨料在混凝土及砂浆中的应用研究

煤矸石是煤矿开采洗选加工过程中产生的固体废物。本文重点开展对煤矸石骨料在混凝土及砂浆中代替或部分代替现用骨料试验研究,得出了混合矸石、砂岩质矸石、页岩质矸石应用的可行性,并提出了合理应用建议。     

煤矸石基土聚合物材料的性能研究

以烧煤矸石为原料，配以一定碱性激发剂。研制了烧煤矸石基土聚合物材料。对材料的耐久性进行了研究。试验结果表明：烧煤矸石土聚合物材料具有优良的抗硫酸盐侵蚀能力，具有优良的抗碱能力，在强碱性溶液中没有被腐蚀的现象；其耐高温性能高于硅酸盐水泥；对碱的吸附能力要强于碱矿渣水泥，不会产生明显的“泛霜”现象。     

煤矸石对硬化水泥浆体结构形成的影响

通过对硬化水泥浆体物理力学性能的检测,结合XRD和SEM分析,研究了不同掺量的煤矸石对硬化水泥浆体水化性能的影响。结果表明:随着煤矸石掺量的增加,水泥的标准稠度用水量增加,凝结时间缩短,抗压强度降低,熟料矿物的水化速率提高,水泥-煤矸石体系的水化速率降低。煤矸石掺量不同,水化模式亦不同。     

煤矸石颗粒群分布与其水泥性能的关系

把对经过热激活处理的煤矸石试样按不同粉磨工艺处理成具有不同颗粒群分布的试样,用激光粒度仪对煤矸石粉体试样进行了颗粒群分布测试,并以Rosin-Rammler线性回归进行拟合。在均匀性系数n,特征粒径De与勃氏比表面积S三个颗粒群特征参量中,分别确定其一,变化其它参量进行煤矸石水泥胶砂宏观性能测试,以期考察煤矸石粉体颗粒群分布与其水泥性能的关系。     

掺煤矸石的水泥性能与颗粒群分布的关系研究

将不同细度的煤矸石、纯硅酸盐水泥分别按30％和70％的比例混合，测其胶砂流动度、净浆标准稠度用水量和3d、28d胶砂抗压强度。以宏观性能指标为z轴，水泥与煤矸石的中位径D50之差为x轴，水泥与煤矸石混合样的中位径D50为y轴，进行三维区域图分析。给出各项性能指标发展趋势与水泥、煤矸石的相对位置以及混合体系总体细度的相互关系。     

煤矸石机制砂细度模数对胶砂性能影响研究

为了将煤矸石作为机制砂合理应用,使用煤矸石机制砂,研究了煤矸石机制砂的基本性质,设计了两种水胶比,配制了8个细度模数,研究了不同水胶比下煤矸石机制砂的细度模数对胶砂性能的影响.研究表明:水灰比较低时,煤矸石机制砂的各项性能都相较于较高的水灰比都更好,尤其是在抗压强度方面.水灰比相同时,细度模数为2.7和2.8时胶砂的各...     

利用煤矸石配料煅烧水泥熟料

针对近年来高铝铁矿石供应紧张、采购价格不断上涨的问题,经过对周边资源的调研,决定采用与高铝铁矿石成分比较接近的煤矸石代替高铝铁矿石进行生料配料.通过对进厂煤矸石硫含量的控制以及窑系统控制参数的调整,达到生产优质熟料和降低生产成本的目的 .