水泥基材料3D打印是一種與傳統(tǒng)水泥基材料制造工藝截然不同的新技術,由于其具有自由化、無人化、綠色環(huán)保等優(yōu)勢,被認為是水泥基材料重要的發(fā)展方向之一。水泥基材料3D打印技術已在建筑建造和預制構件方面取得進展,在助力兩極開發(fā)和外太空探索等方面也顯示出良好的應用前景。由于工藝原理的差異,3D打印水泥基材料性能要求與傳統(tǒng)混凝土差異甚大,現有的力學性能、工作性能參數及實驗方法難以直接應用于3D打印水泥基材料的性能表征;針對寒冷條件下水泥基材料3D打印的理論和應用研究明顯不足。本文針對3D打印水泥基材料的力學性能表征、流變特性、低溫強度發(fā)展規(guī)律及抗凍耐久性進行了研究。(1)研究了化學外加劑對3D打印水泥基材料屈服應力及塑性粘度的影響規(guī)律。實驗結果表明,隨著聚羧酸減水劑摻量的增加,屈服應力和塑性粘度均降低;隨著淀粉醚摻量的增加,屈服應力先增加再降低,塑性粘度持續(xù)增高;隨著粉狀堿性速凝劑摻量的增加,屈服應力顯著提高。在此基礎上,提出了可打印材料的流變參數范圍,可用于指導3D打印水泥基材料配合比設計。(2)研究了化學外加劑對3D打印水泥基材料抗壓、抗折強度的影響規(guī)律。實驗結果表明,增加粉狀堿性速凝劑摻量會...

【文章頁數】：92 頁

【學位級別】：碩士

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摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 課題的背景和意義
    1.2 水泥基材料3D打印研究進展
        1.2.1 水泥基材料3D打印工藝
        1.2.2 3D打印水泥基材料組成及可打印性研究
        1.2.3 3D打印水泥基材料力學性能
        1.2.4 水泥基材料3D打印技術的應用
    1.3 3D打印水泥基材料研究存在的問題與不足
    1.4 本文主要研究內容
第二章 原材料及實驗方法
    2.1 原材料
    2.2 實驗方法
        2.2.1 流變實驗
        2.2.2 抗折、抗壓強度實驗
        2.2.3 層間結合強度實驗
        2.2.4 抗凍性實驗
    2.3 小結
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點分析
        3.1.2 工作性實驗結果及分析
        3.1.3 工作性表征方法評價
    3.2 3D打印水泥基材料流變特性影響因素
        3.2.1 減水劑對3D打印水泥基材料流變性能影響
        3.2.2 增稠劑對3D打印水泥基材料流變性能影響
        3.2.3 速凝劑對3D打印水泥基材料流變性能影響
    3.3 基于流變特性的3D打印水泥基材料可打印參數范圍
    3.4 小結
第四章 3D打印水泥基材料力學性能表征
    4.1 3D打印水泥基材料抗壓、抗折強度影響因素
        4.1.1 速凝劑摻量對3D打印水泥基材料抗壓、抗折強度影響
        4.1.2 引氣劑摻量對3D打印水泥基材料抗壓、抗折強度影響
        4.1.3 增稠劑摻量對3D打印水泥基材料抗壓、抗折強度影響
    4.2 3D打印水泥基材料強度各向異性
        4.2.1 強度各向異性指數
        4.2.2 抗壓強度各向異性
        4.2.3 抗折強度各向異性
    4.3 3D打印水泥基材料層間結合強度影響因素
        4.3.1 打印時間間隔對3D打印水泥基材料層間結合強度的影響
        4.3.2 纖維摻量對3D打印水泥基材料層間結合強度的影響
    4.4 小結
第五章 低溫下3D打印水泥基材料性能及配合比優(yōu)化
    5.1 3D打印水泥基材料低溫流變特性及調控
        5.1.1 低溫對3D打印水泥基材料流變特性的影響
        5.1.2 3D打印水泥基材料低溫流變性能改善方法
    5.2 低溫下3D打印水泥基材料強度發(fā)展規(guī)律
        5.2.1 溫度對3D打印水泥基材料抗壓、抗折強度的影響
        5.2.2 溫度對3D打印水泥基材料層間結合強度的影響
    5.3 3D打印水泥基材料的抗凍耐久性
        5.3.1 凍融質量損失
        5.3.2 超聲波相對動彈性模量
    5.4 低溫下3D打印水泥基材料配合比優(yōu)化方法及構件打印
        5.4.1 低溫下3D打印水泥基材料配合比優(yōu)化方法
        5.4.2 構件規(guī)格及設計思路
        5.4.3 3D打印構件的配合比設計
        5.4.4 構件打印過程和效果
    5.5 小結
第六章 結論與展望
    6.1 結論
    6.2 創(chuàng)新點
    6.3 展望
參考文獻
攻讀學位期間取得的研究成果
致謝



本文編號：3796137