3D打印水泥基材料流变性能调控及力学性能表征
发布时间：2023-04-21 19:46
水泥基材料3D打印是一种与传统水泥基材料制造工艺截然不同的新技术,由于其具有自由化、无人化、绿色环保等优势,被认为是水泥基材料重要的发展方向之一。水泥基材料3D打印技术已在建筑建造和预制构件方面取得进展,在助力两极开发和外太空探索等方面也显示出良好的应用前景。由于工艺原理的差异,3D打印水泥基材料性能要求与传统混凝土差异甚大,现有的力学性能、工作性能参数及实验方法难以直接应用于3D打印水泥基材料的性能表征;针对寒冷条件下水泥基材料3D打印的理论和应用研究明显不足。本文针对3D打印水泥基材料的力学性能表征、流变特性、低温强度发展规律及抗冻耐久性进行了研究。(1)研究了化学外加剂对3D打印水泥基材料屈服应力及塑性粘度的影响规律。实验结果表明,随着聚羧酸减水剂掺量的增加,屈服应力和塑性粘度均降低;随着淀粉醚掺量的增加,屈服应力先增加再降低,塑性粘度持续增高;随着粉状碱性速凝剂掺量的增加,屈服应力显著提高。在此基础上,提出了可打印材料的流变参数范围,可用于指导3D打印水泥基材料配合比设计。(2)研究了化学外加剂对3D打印水泥基材料抗压、抗折强度的影响规律。实验结果表明,增加粉状碱性速凝剂掺量会...
【文章页数】：92 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 课题的背景和意义
1.2 水泥基材料3D打印研究进展
1.2.1 水泥基材料3D打印工艺
1.2.2 3D打印水泥基材料组成及可打印性研究
1.2.3 3D打印水泥基材料力学性能
1.2.4 水泥基材料3D打印技术的应用
1.3 3D打印水泥基材料研究存在的问题与不足
1.4 本文主要研究内容
第二章 原材料及实验方法
2.1 原材料
2.2 实验方法
2.2.1 流变实验
2.2.2 抗折、抗压强度实验
2.2.3 层间结合强度实验
2.2.4 抗冻性实验
2.3 小结
第三章 3D打印水泥基材料工作性研究
3.1 3D打印水泥基材料工作性及其表征方法
3.1.1 3D打印水泥基材料工作性特点分析
3.1.2 工作性实验结果及分析
3.1.3 工作性表征方法评价
3.2 3D打印水泥基材料流变特性影响因素
3.2.1 减水剂对3D打印水泥基材料流变性能影响
3.2.2 增稠剂对3D打印水泥基材料流变性能影响
3.2.3 速凝剂对3D打印水泥基材料流变性能影响
3.3 基于流变特性的3D打印水泥基材料可打印参数范围
3.4 小结
第四章 3D打印水泥基材料力学性能表征
4.1 3D打印水泥基材料抗压、抗折强度影响因素
4.1.1 速凝剂掺量对3D打印水泥基材料抗压、抗折强度影响
4.1.2 引气剂掺量对3D打印水泥基材料抗压、抗折强度影响
4.1.3 增稠剂掺量对3D打印水泥基材料抗压、抗折强度影响
4.2 3D打印水泥基材料强度各向异性
4.2.1 强度各向异性指数
4.2.2 抗压强度各向异性
4.2.3 抗折强度各向异性
4.3 3D打印水泥基材料层间结合强度影响因素
4.3.1 打印时间间隔对3D打印水泥基材料层间结合强度的影响
4.3.2 纤维掺量对3D打印水泥基材料层间结合强度的影响
4.4 小结
第五章 低温下3D打印水泥基材料性能及配合比优化
5.1 3D打印水泥基材料低温流变特性及调控
5.1.1 低温对3D打印水泥基材料流变特性的影响
5.1.2 3D打印水泥基材料低温流变性能改善方法
5.2 低温下3D打印水泥基材料强度发展规律
5.2.1 温度对3D打印水泥基材料抗压、抗折强度的影响
5.2.2 温度对3D打印水泥基材料层间结合强度的影响
5.3 3D打印水泥基材料的抗冻耐久性
5.3.1 冻融质量损失
5.3.2 超声波相对动弹性模量
5.4 低温下3D打印水泥基材料配合比优化方法及构件打印
5.4.1 低温下3D打印水泥基材料配合比优化方法
5.4.2 构件规格及设计思路
5.4.3 3D打印构件的配合比设计
5.4.4 构件打印过程和效果
5.5 小结
第六章 结论与展望
6.1 结论
6.2 创新点
6.3 展望
参考文献
攻读学位期间取得的研究成果
致谢
本文编号：3796137
【文章页数】：92 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 课题的背景和意义
1.2 水泥基材料3D打印研究进展
1.2.1 水泥基材料3D打印工艺
1.2.2 3D打印水泥基材料组成及可打印性研究
1.2.3 3D打印水泥基材料力学性能
1.2.4 水泥基材料3D打印技术的应用
1.3 3D打印水泥基材料研究存在的问题与不足
1.4 本文主要研究内容
第二章 原材料及实验方法
2.1 原材料
2.2 实验方法
2.2.1 流变实验
2.2.2 抗折、抗压强度实验
2.2.3 层间结合强度实验
2.2.4 抗冻性实验
2.3 小结
第三章 3D打印水泥基材料工作性研究
3.1 3D打印水泥基材料工作性及其表征方法
3.1.1 3D打印水泥基材料工作性特点分析
3.1.2 工作性实验结果及分析
3.1.3 工作性表征方法评价
3.2 3D打印水泥基材料流变特性影响因素
3.2.1 减水剂对3D打印水泥基材料流变性能影响
3.2.2 增稠剂对3D打印水泥基材料流变性能影响
3.2.3 速凝剂对3D打印水泥基材料流变性能影响
3.3 基于流变特性的3D打印水泥基材料可打印参数范围
3.4 小结
第四章 3D打印水泥基材料力学性能表征
4.1 3D打印水泥基材料抗压、抗折强度影响因素
4.1.1 速凝剂掺量对3D打印水泥基材料抗压、抗折强度影响
4.1.2 引气剂掺量对3D打印水泥基材料抗压、抗折强度影响
4.1.3 增稠剂掺量对3D打印水泥基材料抗压、抗折强度影响
4.2 3D打印水泥基材料强度各向异性
4.2.1 强度各向异性指数
4.2.2 抗压强度各向异性
4.2.3 抗折强度各向异性
4.3 3D打印水泥基材料层间结合强度影响因素
4.3.1 打印时间间隔对3D打印水泥基材料层间结合强度的影响
4.3.2 纤维掺量对3D打印水泥基材料层间结合强度的影响
4.4 小结
第五章 低温下3D打印水泥基材料性能及配合比优化
5.1 3D打印水泥基材料低温流变特性及调控
5.1.1 低温对3D打印水泥基材料流变特性的影响
5.1.2 3D打印水泥基材料低温流变性能改善方法
5.2 低温下3D打印水泥基材料强度发展规律
5.2.1 温度对3D打印水泥基材料抗压、抗折强度的影响
5.2.2 温度对3D打印水泥基材料层间结合强度的影响
5.3 3D打印水泥基材料的抗冻耐久性
5.3.1 冻融质量损失
5.3.2 超声波相对动弹性模量
5.4 低温下3D打印水泥基材料配合比优化方法及构件打印
5.4.1 低温下3D打印水泥基材料配合比优化方法
5.4.2 构件规格及设计思路
5.4.3 3D打印构件的配合比设计
5.4.4 构件打印过程和效果
5.5 小结
第六章 结论与展望
6.1 结论
6.2 创新点
6.3 展望
参考文献
攻读学位期间取得的研究成果
致谢
本文编号：3796137
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