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文献速读 Addit. Manuf. ：玻璃/玄武岩纤维增强海水珊瑚砂砂浆3D打印的可行性研究  题目 题目：Feasibility of glass/basalt fiber reinforced seawater coral sand mortar for 3D printing 玻璃/玄武岩纤维增强海水珊瑚砂砂浆3D打印的可行性研究 关键词 外加剂合成；3D打印；可建造性；珊瑚砂；砂浆；海水混凝土 来源 出版年份：2020 来源：Additive Manufacturing 课题组：广东工业大学L.G Li课题组 研究背景 近年来，水泥基材料3D打印技术逐渐发展。与传统建造技术相比，3D打印具有建造速度快、无模板机械化施工、节省劳动力和建造成本等优势。在没有淡水和河沙的偏远岛屿和沿海地区，利用当地可用的海水和海洋沉积物作为砂浆和混凝土的原材料已经成为一种有效的替代方案，然而，当地没有大量可用于制造模板的原材料。因此， 无需模板的3D打印砂浆/混凝土可能是一种比较好的解决办法。 研究出发点 如何将钢筋放置混凝土中仍然是3D打印技术中的难题之一，为此，可在砂浆或混凝土中添加玻璃/玄武岩纤维用以增强 3D 打印结构强度、韧性和完整性。然而，有关利用玻璃/玄武岩纤维增强海水海砂砂浆3D打印的可行性研究仍然不足。 研究内容 在本研究中，生产了一系列由海水、珊瑚砂、玻璃或玄武岩纤维制成的砂浆混合物，对其新拌及硬化性能进行测试，以研究玻璃/玄武岩纤维对海水珊瑚砂砂浆力学性能的影响。研究发现，通过调整减水剂用量，所有砂浆混合物均表现出良好的可建造性。玻璃纤维或玄武岩纤维的加入在一定程度上提高了抗折强度，但略微降低了抗压强度，打印试样的抗弯强度和抗压强度也明显低于未打印试样的强度。总的来说，纤维增强海水珊瑚砂浆具有巨大的潜力，可在偏远海岛地区作为3D打印水泥基材料应用于建筑工程中。  图1 3D打印的试样  图2 力学性能测试（a）3点弯曲试验；（b）抗压强度试验  图3 打印试样的弯曲强度与纤维比（C）的关系。  图4 打印试样的抗压强度与纤维比（C）的关系 主要结论 本文使用海水和珊瑚砂代替淡水和河砂进行砂浆试拌，并根据试拌结果设计、生产和测试了18种含有20%硅粉的玻璃纤维/玄武岩纤维增强海水珊瑚砂砂浆混合物，以评估其3D打印的适用性。根据试验结果，得出以下结论： （1）本研究设计的海水珊瑚砂砂浆混合物具有相当高的抗折强度和抗压强度，分别高达9.46MPa和120.31MPa。因此，使用海水和珊瑚砂生产普通砂浆甚至高强度砂浆是可行的。 （2）适合3D打印的坍落扩展度约150-200 mm。可通过减水剂（WR）剂量来达到所需的工作性能，WR剂量通常随着水胶比（W/CM）的降低或纤维比（C）的增加而增加。 （3）玻璃/玄武岩纤维的加入使C达到0.01，会在一定程度上提高非打印砂浆和打印砂浆的抗折强度，但会略微降低非打印砂浆和打印砂浆的抗压强度。建议C值不要超过0.01。 （4）打印后，打印砂浆的抗折强度和抗压强度将显著低于普通浇筑砂浆。打印工艺的这种不利影响是由于未进行压实以及连续层之间的层间区域中存在气泡造成的。 （5）总的来说，玻璃纤维/玄武岩纤维增强海水珊瑚砂砂浆作为一种3D可打印水泥基材料，在偏远岛屿和沿海地区具有巨大的应用潜力。 文献链接： https:///10.1016/j.addma.2020.101684 |
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