石膏和石膏作为可持续和高性能3D打印可用的混凝土的添加剂

科学领域:

• 材料科学 材料科学 材料科学
• 可持续的建筑材料 可持续的建筑材料
• 添加剂制造 添加剂制造 添加剂制造

背景情况:

• 可3D打印的混凝土通常需要高的粘合剂含量,影响可持续性.
• 像 (PG) 和 (BG) 这样的工业副产品为可持续的水泥替代品提供了潜力.
• 评估这些副产品对于环保的混凝土3D打印至关重要.

研究的目的:

• 评估 (PG) 和 (BG) 作为可3D打印混凝土中的部分水泥替代品.
• 调查PG和BG对使用飞灰 (FA) 或磨砂颗粒高炉渣 (GGBS) 的水泥砂的可打印性和机械性能的影响.
• 为可持续的3D混凝土打印提供优化PG/BG剂量的定量指导.

主要方法:

• 在含有FA或GGBS,有或没有纤维的水泥系统中,将PG和BG在2.5-10%的重量中作为部分替代品.
• 评估新鲜性质:散布流径,开放时间,空气含量,密度和pH值.
• 在28天测量压力强度.

主要成果:

• 在GGBS系统中以7.5%的PG实现了最佳强度 (~51MPa),超过了控制强度.
• 在FA系统中,2.5%的PG产生了与控制器 (41.2 MPa) 相当的强度 (42.5 MPa).
• (BG) 添加≥7.5%的负面影响强度;建议实际上达到≤5%的上限. PG混合物保持了稳定的打印能力,而BG混合物与纤维显著延长了开放时间 (2-2.5小时).

结论:

• 结合5-7.5%的PG,特别是GGBS,可以提高3D打印可用的混凝土的机械性能,而不会损害可加工性.
• (BG) 在强度和可打印性方面适用最高5%,如果需要延长开放时间,则更高.
• 研究结果为在可持续的3D混凝土打印中使用工业石膏副产品平衡强度和可打印性提供了实用见解.