3D印刷の進化フィールドでは、アプリケーションスコープを拡大し、3Dの印刷構造の品質を向上させるために、高性能コンクリート製剤の開発が重要です。 SIスラグパウダーのサプライヤーとして、3D印刷コンクリートの製剤をSIスラグパウダーで調整する方法についての洞察を共有できることを楽しみにしています。
パワーパウダーと言うことを理解してください
Siスラグパウダーは、シリコン関連の産業プロセスのby-製品です。それは、3Dプリントコンクリートの潜在的な添加物となるユニークな物理的および化学的特性を備えています。 Siスラグパウダーにはさまざまな種類があります。二酸化シリコンスラグ、フェロ合金シリコンスラグ、 そしてフェロシリコンスラグ65。各タイプには、化学組成、粒子サイズ分布、および反応性の観点から独自の特性があります。
Siスラグ粉末の化学組成には、通常、酸化カルシウム（CAO）、酸化アルミニウム（Al₂O₃）、酸化鉄（Fe₂O₃）などの他の酸化物とともに、かなりの量の二酸化シリコン（SIO₂）が含まれます。 Siスラグ粉末の粒子サイズはさまざまであり、コンクリートマトリックスの分散に影響し、他の成分との相互作用に影響します。
3D印刷コンクリートでSIスラグパウダーを使用する利点
1。コスト - 有効性
Siスラグパウダーは、いくつかの従来のセメント材料と比較して比較的安価な材料です。 Siスラグパウダーを3D印刷コンクリート製剤に組み込むことにより、パフォーマンスの点で犠牲にすることなく、コンクリートの全体的なコストを削減できます。これは、コストが大きな考慮事項である大規模な3D印刷プロジェクトにとって特に重要です。
2。環境上の利点
3D印刷コンクリートでSiスラグパウダーを使用することは、環境に優しいアプローチです。産業廃棄物をリサイクルするのに役立ち、埋め立て地に廃棄される廃棄物の量を減らします。さらに、セメントを部分的に置き換えることができるため、セメント製造は温室効果ガス排出の主要な供給源であるため、セメント生産に関連する二酸化炭素排出量が減少します。
3。作業性の向上
Siスラグパウダーは、3Dプリントコンクリートの作業性を向上させることができます。フィラーとして機能し、コンクリートマトリックスのボイドを減らし、コンクリートの流動性を向上させることができます。これは、コンクリートのより良い押し出しと層 - 層の堆積を可能にするため、3D印刷に有益です。作業性の向上は、3D印刷ノズルの詰まりのリスクを減らすのにも役立ちます。
4。強化された機械的特性
場合によっては、Siスラグパウダーは、3D印刷コンクリートの機械的特性を強化することができます。セメントの水分補給中に生成された水酸化カルシウム（Ca（OH）₂）と反応して、コンクリートの強度と耐久性に寄与する追加のケメントカルシウム水和物（C -S -H）ゲルを形成します。 Siスラグパウダーは、3Dの印刷コンクリートの層間の結合を改善することもでき、全体的な構造の完全性が向上します。
SIスラグパウダーで3Dプリントコンクリートの製剤の調整
1。交換比の決定
製剤を調整する最初のステップは、セメント用のSiスラグ粉末の適切な交換比を決定することです。この比率は、SIスラグパウダーのタイプ、3D印刷コンクリートの望ましい特性、印刷プロセスパラメーターなど、いくつかの要因に依存します。
一般に、10％-30％の置換比が一般的に使用されます。たとえば、元のコンクリート製剤が1立方メートルあたり300 kgのセメントを必要とする場合、20％の交換比は240 kgのセメントと60 kgのSiスラグ粉末を使用することを意味します。ただし、この比率を最適化するために予備テストを実施することが重要です。交換比が高いと、早期の年齢強度が低下する可能性がありますが、Siスラグパウダーの反応性が適切に管理されている場合、許容できる長期強度になります。
2。粒子サイズの最適化
Siスラグパウダーの粒子サイズは、3D印刷コンクリートの性能に大きな影響を与える可能性があります。より細かい粒子は一般に反応性が高く、コンクリートマトリックスの梱包密度を改善できます。ただし、粒子が細かすぎると、コンクリートの水需要が増加し、潜在的な作業性の問題につながる可能性があります。
粒子サイズを最適化するには、研削または分類技術を使用する必要がある場合があります。 Siスラグパウダーをより細かいサイズに粉砕すると、反応性が向上する可能性がありますが、追加のエネルギーも必要です。分類を使用して、粒子を異なるサイズの画分に分離することができ、特定の粒子サイズの範囲でSiスラグ粉末をより制御することを可能にします。
3。水の調整 - バインダー比
水と - バインダー比（w/b）は、コンクリート配合の重要なパラメーターです。 Siスラグパウダーが3D印刷コンクリートに追加される場合、W/B比を調整する必要がある場合があります。 Siスラグ粉末は、表面特性のために水を吸収する可能性があるため、希望の作業性を維持するために、製剤中の水の量をわずかに増やす必要がある場合があります。
ただし、W/B比の過剰な増加は、コンクリートの強度と耐久性の低下につながる可能性があります。したがって、一連の試行 - および - エラーテストを通じて、最適なW/B比を見つける必要があります。これには、さまざまなコンクリートのバッチをさまざまなW/B比率で準備し、その作業性、強度、およびその他の特性を評価することが含まれます。
4.添加物の組み込み
Siスラグパウダーに加えて、3D印刷コンクリート製剤を最適化するには、他の添加物が必要になる場合があります。たとえば、超塑性化剤を使用して、水分を増やすことなくコンクリートの作業性を改善できます。粘度 - 修飾剤を追加して、コンクリートの粘度を制御できます。これは、適切な押し出しと層 - 3D印刷での層堆積に重要です。
遅延剤を使用して、特に印刷プロセスが複雑である場合、または消費する場合、コンクリートの設定時間を調整するためにも使用できます。これらの添加物は、3D印刷プロジェクトの特定の要件と、コンクリートを含むSiスラグ粉末の特性に基づいて、慎重に選択および投与する必要があります。
テストと品質管理
SIスラグパウダーを使用した3D印刷コンクリート製剤が調整されたら、その品質を確保するために一連のテストを実施することが不可欠です。
1。作業性テスト
スランプテストやフローテーブルテストなどの作業性テストは、押し出しの容易さとコンクリートの流れの能力を評価するために使用できます。 3D印刷コンクリートの場合、ワーキング性は、コンクリートをノズルからスムーズに押し出し、堆積後にその形状を維持できるようにする必要があります。
2。機械的特性テスト
圧縮強度、曲げ強度、および引張強度テストは、3D印刷コンクリートの機械的性能を評価するために一般的に行われます。これらのテストは通常、長期にわたる強度の発達を評価するために、7日間、28日、90日などのコンクリートのさまざまな年齢で行われます。
3。微細構造分析
走査型電子顕微鏡（SEM）およびX-光線回折（XRD）などの微細構造分析技術を使用して、3D印刷コンクリートの内部構造とSiスラグ粉末と他の成分間の相互作用を研究できます。これは、Siスラグ粉末がコンクリートの特性にどのように影響するかのメカニズムを理解し、製剤をさらに最適化するのに役立ちます。
ケーススタディ
3DプリントコンクリートでSiスラグパウダーを使用するといういくつかの成功したケーススタディがありました。プレハブコンポーネントを建設するための大規模な3D印刷プロジェクトでは、セメントをSIスラグパウダーに20％置き換えました。 3D-印刷されたコンポーネントは、印刷プロセス中に優れた作業性を示し、硬化後に満足のいく機械的特性を達成しました。コンクリートのコストは、従来のコンクリート製剤と比較して約15％削減され、環境への影響も大幅に減少しました。
別のケースでは、研究チームがSIスラグパウダーを使用して3D印刷コンクリート製剤を調整して、小規模な3Dの印刷物を建設しました。交換比、粒子サイズ、および水とバインダーの比を慎重に最適化することにより、それらは優れた層 - 層の結合強度と良好な全体的な構造的完全性を備えたコンクリートを生成することができました。
結論
Siスラグパウダーを使用した3Dプリントコンクリートの製剤の調整は、複雑であるがやりがいのあるプロセスです。 SIスラグパウダーの特性、3D印刷コンクリートの利点、および適切な調整方法を理解することにより、高性能、コスト - 効果的、環境に優しい3Dプリントコンクリートを開発できます。
SIスラグパウダーのサプライヤーとして、私は高品質の製品と技術サポートを提供して、3D印刷コンクリート製剤を最適化することに取り組んでいます。 3D印刷プロジェクトでSIスラグパウダーを使用することに興味がある場合は、詳細についてはお気軽にお問い合わせください。潜在的な協力の機会について説明してください。 SIスラグパウダーを特定の3D印刷アプリケーションに組み込み、最良の結果を達成するための最良の方法を探索するために協力することができます。
参照
- ネヴィル、AM（1995）。コンクリートの特性。ピアソン教育。
- Mehta、PK、＆Monteiro、PJM（2013）。コンクリート：微細構造、特性、および材料。 McGraw -Hill Education。
- Su、J。、＆Tan、KH（2017）。コンクリートの3D印刷：レビュー。 Journal of Building Engineering、11、44-62。
