建筑创新:研究人员3D打印发泡水泥板

  建筑创新:研究人员3D打印发泡水泥板
  在最近发布的“适用于3D打印应用的纤维增强轻质发泡水泥板”中,作者向我们展示了一组12mm厚度的纤维增强创新轻质面板(FRIL面板)的实验结果,具有高粘度和内聚力的“特殊”发泡水泥板。
  虽然当今许多行业都在寻求环保解决方案,但在3D打印领域尤其如此。然而,很难拥有所有这些,并且通常很难同时兼顾合适的机械性能和性能。发泡水泥板可能是答案之一,因为气泡可以代替传统的水泥,从而生产出重量更轻的材料,并最终减少浪费。与混凝土相比,微孔结构也非常有利。“胶结基质”还包括良好的隔热性,吸声性和耐火性。
  轻质发泡水泥板(LWFC)可用于创建基础板,充当填料,还可以支撑土壤。作者指出,由于LWFC可用于创建可以是天花板,墙壁和填充物的砌块和面板,因此预制也很方便。作者创建了可挤压成型的LWFC(E-LWFC),它可以进行更好的优化,并且不需要模板,从而提高了生产的便捷性。
 
研究人员3D打印发泡水泥板
 
  制备FRIL面板的样品:
  a、实现导向和底部双向网格钢筋的放置;
  b、倒入新鲜的E-LWFC浆料;
  c、上表面的抛光和顶部双向格栅加强件的放置;
  d、除去指南前的最终样品
  E-LWFC也可以直接在原地进行3D打印。由于粘度高,因此价格合理,易于制备且易于使用,使用面板有可能为用户节省大量时间。在这项研究中,研究人员创建并进一步评估了五个FRIL面板,分析了破裂,变形和塌陷模式。
  “发泡水泥板材料是通过将水,水泥和VEA混合,然后逐渐引入适量的泡沫(泡沫与水泥的比率等于0.3),然后用立式搅拌机以3000 rpm的速度混合而制成的,因此,研究人员说:“为了达到胶凝混合物的新鲜密度值等于1050 kg / m3,相当于干燥密度(样品烘干后评估),干燥密度大致等于800±50 kg / m3。”
  样品在露天环境中进行了12小时的预固化,因为研究人员要小心,不要让基质中的气泡膨胀,这会导致外部破裂。预固化还增加了水合作用,随后将样品放入固化罐中。研究人员之所以选择这种固化方法,是因为它可以加快生产速度,并且意味着可以更轻松地将这种材料引入建筑市场。生产时间限制为两天。
  FRIL面板在三点弯曲试验下的典型塌陷模式。
  “从三点弯曲试验中得出的力-位移曲线表明,轻质发泡水泥板的MOR值符合UNI EN 12467的要求,属于1类(MOR> 4 MPa),”研究人员。
  “这项实验性工作为实现具有高热效率和吸声,合理良好的机械强度和快速生产过程的经济型砖和面板铺平了新的道路。进一步的研究旨在通过研究其他密度和固化条件来扩展当前的工作。”
  随着诸如建筑之类的巨大且蓬勃发展的行业不断寻求更新的技术,以混凝土和其他材料进行的3D打印正日益引起人们对地聚合物,增强的空间结构乃至自愈胶囊的研究。

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