来自澳大利亚墨尔本RMIT大学的研究人员通过用不同等级的再生玻璃代替50%的天然河岸,开发了一种可持续的3D混凝土印刷工艺,用于建造结构。这项研究可在期刊建筑和建筑材料欧洲杯足球竞彩。
学习:带回收玻璃的3D印刷混凝土:玻璃渐变对弯曲强度和微观结构的影响。图片来源:belish/shutterstock.com
研究人员分析了梁形试样方向相对于印刷方向的影响,微结构与机械性能之间的相关性以及玻璃颗粒对弯曲强度和裂纹繁殖的影响。欧洲杯猜球平台
随着快速原型制作技术的出现,传统的建筑行业已逐渐发展到超高速结构,内在设计和成本效益的不同方面。3D混凝土打印(3DCP)技术可以通过基于挤出的层到层沉积来制造混凝土结构。但是,它仍然继承了基于传统成型的结构的缺点,尤其是那些不环保的结构。
波特兰水泥和天然河砂是传统施工技术的关键组成部分。然而,它们还会导致二氧化碳排放和利用有限的自然资源。
3DCP更可持续的方法是什么?
对此的答案是用再生玻璃取代天然河砂。全球有数百条公吨储物玻璃。此外,循环玻璃的量在发达国家中是重要的。回收这些废眼镜导致垃圾填埋场更少,节能更多。此外,玻璃的化学成分和物理特性类似于混凝土中的原料,如河流和水泥。欧洲杯足球竞彩
关于研究
研究人员从微观结构的角度和弯曲特性的角度研究了再生玻璃的渐变与3D打印混凝土结构的性能之间的关系。他们准备了五个具有不同基质与细丝比的混合物样品。
另外,将回收的玻璃分为两个不同的类别。粗而细。然后将它们以各种混合比率混合,以保持整体沙与玻璃比恒定。粗玻璃,细玻璃和河沙的中值分别为796μm,367μm和204μm。
根据三点弯曲测试研究了机械性能。X射线微型计算层析成像(μCT)用于微观结构评估,以分析准备好的样品中的孔径和空间分布,并在测试后标本中的断裂表面和裂纹传播路径。扫描电子显微镜(SEM)用于探测层间粘结区的显微结构以及玻璃和水泥矩阵之间的界面。
3D打印混凝土。图片来源:zapp2photo/shutterstock.com
该研究使用的粘合剂材料欧洲杯足球竞彩包括通用水泥(GPC),地面炉渣(GS)和硅粉(SF)。河岸和再生玻璃均在本地获得。将少量的粘土添加到混合物中,以改善印刷结构的可建造性。合并了两个不同的印刷沉积方向,一个沿着梁样品的跨度,另一个沿着梁样品的跨度。
研究表明什么?
研究人员用回收的玻璃部分替换了河岸,并研究了不同等级的再生玻璃对3DCP结构弯曲性能的影响,并找到了以下结果。玻璃颗粒的存在增加了样品的孔隙率。欧洲杯猜球平台
此外,带有粗玻璃颗粒的样品中的孔隙率比具有细玻璃的样品更为重要。欧洲杯猜球平台孔隙率最高,玻璃比为50:50。同样,所有样品的中小孔的量几乎相同。大孔的数量随着粗玻璃含量的增加而增加。
X射线μCT图像证实裂纹传播的主要因素是空隙中存在玻璃颗粒。欧洲杯猜球平台包含玻璃颗粒的样品在应力 - 应变图的峰后区域显示应欧洲杯猜球平台力软化,而仅带有沙丝的样品显示出脆性骨折。此外,样品的弯曲强度取决于玻璃晶粒的等级和负载类型。当光束跨度垂直于印刷方向时,玻璃颗粒的添加增加欧洲杯猜球平台了25%至33%,与此相反,
当样品跨度与打印方向平行时,它会降低弯曲强度8%至20%。
因此,具有最佳浓度的粗玻璃颗粒的交叉装载的3DCP是天然河岸的合适替代品,并且是建筑结构的构建中的可持续方法。欧洲杯猜球平台
参考:
Liu,J.,Li,S.,Gunasekara,C.,Fox,K.,Tran,P。,3d打印的混凝土,带回收玻璃:玻璃等级对弯曲强度和微观结构的影响,建筑和建筑材料欧洲杯足球竞彩,314,b,2022,12561,ISSN 0950-0618。https://www.欧洲杯线上买球sciendirect.com/science/article/pii/s0950061821032992?via%3dihub
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