3D打印混凝土层间黏结强度增强技术及试验研究
发布时间：2021-09-11 14:07
应用RPZ2000型极坐标系3D打印机打印了多组混凝土立方体试件和长方体试件,研究了层间涂抹不同界面剂情况下对3D打印混凝土试件抗压强度与抗折强度的影响。试验结果表明,层间黏结强度的大小对3D打印混凝土试块的抗压强度影响较大,对抗折强度影响较小。水泥膨浆对3D打印混凝土具有良好的补偿收缩性,改性丙烯酸乳浆次之,水泥净浆和粉煤灰水泥净浆对打印试件的整体抗压强度提升效果一般。改性丙烯酸乳浆对打印试件整体的抗折强度提升最好,水泥膨浆次之,水泥净浆和粉煤灰水泥净浆对抗折强度几乎无任何影响。
【文章来源】：混凝土与水泥制品. 2020,(07)北大核心
【文章页数】：6 页
【部分图文】：
打印试件模型及制作过程
3.2 抗压试验破坏状态及试验数据图3为抗压试验试件破坏状态。在抗压试验中，未使用界面剂组在立方体边缘处产生数条呈锥形分布的斜裂缝并伴有多条位于试件中部的水平裂缝，部分试件甚至沿着水平裂缝有平整的大规模脱落现象，水平脱落处平整且位于层间黏结处，如图3(a）所示；使用水泥净浆作为界面剂破坏时，出现明显的竖向贯穿裂缝，变形方面主要沿着竖向裂缝轻微膨起或脱落，水平向裂缝明显甚至贯穿试件，但未出现沿水平向的整体脱落，其破坏特征与未使用界面剂组相似，故破坏状态图参照图3(a）；使用粉煤灰净浆作为界面剂破坏时产生多条竖向裂缝，竖向裂缝并未贯穿试件，发展到产生水平裂缝即停止延伸，此时，试件表面沿着水平方向有明显变形，水平裂缝未贯穿试件，如图3(b）所示；使用水泥膨浆作为界面剂破坏时，在侧面形成了多条明显的竖向斜裂缝，部分试件在底部形成了水平裂缝，沿水平向有脱落现象，试件中部无水平裂缝产生，如图3(c）所示；使用改性丙烯酸乳浆作为界面剂破坏时在棱柱边缘产生较多的竖向裂缝，部分试件出现贯穿裂缝并伴有脱落，在外表面中部产生横向裂缝，但不明显，无沿水平裂缝脱落现象，如图3(d）所示。
试件加载时主要呈脆性破坏，裂缝位置主要集中于试件中部，与界面剂涂抹无直接关系。破坏时首先在试件下部受拉区产生裂缝，随着荷载增大，底部受拉区裂缝发展，裂缝宽度逐渐增大并向上发展直至破坏，所有试件的裂缝均为竖直裂缝，裂缝发展没有水平方向的发展趋势，此现象表明，层间的水平预裂缝在进行抗折试验时并未连接成片。裂缝处有一定量的纤维清晰可见，说明裂缝产生前，底部受拉区的PVA纤维承担了一部分拉应力；裂缝产生后，断裂面处的纤维起到连接两侧混凝土的作用，直至裂缝发展至一定宽度后失去此作用。图5 抗折试验加载方向示意图
【参考文献】：
期刊论文
[1]搭接宽度对打印混凝土基本力学性能的影响[J]. 武雷,孙远,杨威. 混凝土与水泥制品. 2019(09)
[2]水泥净浆、砂浆和混凝土等温干燥过程对抗压强度的影响[J]. 杜向琴,李宗利,韩进生,张锐. 硅酸盐学报. 2019(05)
[3]State-of-the-art of 3D printing technology of cementitious material—An emerging technique for construction[J]. MA GuoWei,WANG Li,JU Yang. Science China（Technological Sciences）. 2018(04)
[4]混凝土-环氧树脂黏结界面的断裂性能分析[J]. 张远淼,余江滔,陆洲导. 同济大学学报(自然科学版). 2014(07)
[5]水泥净浆、砂浆及混凝土早期收缩与内部湿度发展分析[J]. 张君,陈浩宇,侯东伟. 建筑材料学报. 2011(03)
[6]有机硅改性丙烯酸乳液防护涂层的合成及其对混凝土性能的影响研究[J]. 李柯,陆文雄,党俐,乔燕,王律,张月星. 新型建筑材料. 2007(04)
硕士论文
[1]新旧混凝土界面剪切试验研究[D]. 李泽雷.重庆大学 2016
[2]掺膨胀剂HCSA的超高性能混凝土性能的研究[D]. 刘永强.湖南大学 2014
本文编号：3393140
【文章来源】：混凝土与水泥制品. 2020,(07)北大核心
【文章页数】：6 页
【部分图文】：
打印试件模型及制作过程
3.2 抗压试验破坏状态及试验数据图3为抗压试验试件破坏状态。在抗压试验中，未使用界面剂组在立方体边缘处产生数条呈锥形分布的斜裂缝并伴有多条位于试件中部的水平裂缝，部分试件甚至沿着水平裂缝有平整的大规模脱落现象，水平脱落处平整且位于层间黏结处，如图3(a）所示；使用水泥净浆作为界面剂破坏时，出现明显的竖向贯穿裂缝，变形方面主要沿着竖向裂缝轻微膨起或脱落，水平向裂缝明显甚至贯穿试件，但未出现沿水平向的整体脱落，其破坏特征与未使用界面剂组相似，故破坏状态图参照图3(a）；使用粉煤灰净浆作为界面剂破坏时产生多条竖向裂缝，竖向裂缝并未贯穿试件，发展到产生水平裂缝即停止延伸，此时，试件表面沿着水平方向有明显变形，水平裂缝未贯穿试件，如图3(b）所示；使用水泥膨浆作为界面剂破坏时，在侧面形成了多条明显的竖向斜裂缝，部分试件在底部形成了水平裂缝，沿水平向有脱落现象，试件中部无水平裂缝产生，如图3(c）所示；使用改性丙烯酸乳浆作为界面剂破坏时在棱柱边缘产生较多的竖向裂缝，部分试件出现贯穿裂缝并伴有脱落，在外表面中部产生横向裂缝，但不明显，无沿水平裂缝脱落现象，如图3(d）所示。
试件加载时主要呈脆性破坏，裂缝位置主要集中于试件中部，与界面剂涂抹无直接关系。破坏时首先在试件下部受拉区产生裂缝，随着荷载增大，底部受拉区裂缝发展，裂缝宽度逐渐增大并向上发展直至破坏，所有试件的裂缝均为竖直裂缝，裂缝发展没有水平方向的发展趋势，此现象表明，层间的水平预裂缝在进行抗折试验时并未连接成片。裂缝处有一定量的纤维清晰可见，说明裂缝产生前，底部受拉区的PVA纤维承担了一部分拉应力；裂缝产生后，断裂面处的纤维起到连接两侧混凝土的作用，直至裂缝发展至一定宽度后失去此作用。图5 抗折试验加载方向示意图
【参考文献】：
期刊论文
[1]搭接宽度对打印混凝土基本力学性能的影响[J]. 武雷,孙远,杨威. 混凝土与水泥制品. 2019(09)
[2]水泥净浆、砂浆和混凝土等温干燥过程对抗压强度的影响[J]. 杜向琴,李宗利,韩进生,张锐. 硅酸盐学报. 2019(05)
[3]State-of-the-art of 3D printing technology of cementitious material—An emerging technique for construction[J]. MA GuoWei,WANG Li,JU Yang. Science China（Technological Sciences）. 2018(04)
[4]混凝土-环氧树脂黏结界面的断裂性能分析[J]. 张远淼,余江滔,陆洲导. 同济大学学报(自然科学版). 2014(07)
[5]水泥净浆、砂浆及混凝土早期收缩与内部湿度发展分析[J]. 张君,陈浩宇,侯东伟. 建筑材料学报. 2011(03)
[6]有机硅改性丙烯酸乳液防护涂层的合成及其对混凝土性能的影响研究[J]. 李柯,陆文雄,党俐,乔燕,王律,张月星. 新型建筑材料. 2007(04)
硕士论文
[1]新旧混凝土界面剪切试验研究[D]. 李泽雷.重庆大学 2016
[2]掺膨胀剂HCSA的超高性能混凝土性能的研究[D]. 刘永强.湖南大学 2014
本文编号：3393140
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