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发布时间:2020-01-06 00:00:00
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固废基建筑3D打印材料的制备及性能研究
Study on preparation and performance of solid waste based 3D printing materials for buildings
2023年第12期
建筑垃圾;钢渣;配合比;建筑3D打印;可打印性;力学性能
Construction waste; Steel slag; Mix proportion; 3D printing for building; Printability; Mechanical property
2023年第12期
10.19761/j.1000-4637.2023.12.083.06
苏州市科技计划项目(SS202117)。
刘 成1,张立力2,*,曹鑫铖2,潘从玲2,夏如茜2,鲁 旗3,刘远祥2
1.中国物流集团有限公司,北京 100073;2.苏州混凝土水泥制品研究院有限公司 江苏省高耐久混凝土工程技术研究中心,江苏 苏州 215004;3.南京工业大学 材料科学与工程学院,江苏 南京 210000

刘 成1,张立力2,*,曹鑫铖2,潘从玲2,夏如茜2,鲁 旗3,刘远祥2

刘成,张立力,曹鑫铖,等.固废基建筑3D打印材料的制备及性能研究[J].混凝土与水泥制品,2023(12):83-88.

LIU C,ZHANG L L,CAO X C,et al.Study on preparation and performance of solid waste based 3D printing materials for buildings[J].China Concrete and Cement Products,2023(12):83-88.

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摘   要:研究了建筑垃圾(微粉、再生砂)和钢渣(粉、砂)单、双组分固废对建筑3D打印材料可打印性和力学性能的影响,并优选出了最佳配合比。结果表明:采用单组分固废较难实现固废的大掺量(>50%)利用;与同条件下的单组分固废相比,双组分固废基建筑3D打印材料的可打印性得到一定改善,其中,当m钢渣砂∶m再生砂=1∶1、m钢渣粉∶m微粉=7∶3时,JS4组打印材料的可打印性和可建造性总体上显著优于其他组;与浇筑试件相比,打印试件Y、Z方向的抗折强度相差较小,但X、Y、Z方向的抗压强度明显较低。 Abstract: The effects of single and dual component solid waste from construction waste(micro powder, recycled sand) and steel slag (powder, sand) on the printability and mechanical properties of 3D printing materials for buildings were studied, and the optimal mix proportion was selected. The results show that using single component solid waste is more difficult to achieve a large content(>50%) of solid waste utilization. Compared with single component solid waste under the same conditions, the printability of dual component solid waste based 3D printing materials for buildings has been improved to some extent. Among them, when msteel slag sand : mrecycled sand =1:1 and msteel slag powder : mmicro powder =7:3, the printability and constructability of JS4 group are significantly better than those of other groups overall. Compared with poured specimens, the difference in flexural strength in the Y and Z directions of printed specimens is relatively small, but the compressive strength in the X, Y and Z directions is significantly lower.
英文名 : Study on preparation and performance of solid waste based 3D printing materials for buildings
刊期 : 2023年第12期
关键词 : 建筑垃圾;钢渣;配合比;建筑3D打印;可打印性;力学性能
Key words : Construction waste; Steel slag; Mix proportion; 3D printing for building; Printability; Mechanical property
刊期 : 2023年第12期
DOI : 10.19761/j.1000-4637.2023.12.083.06
文章编号 :
基金项目 : 苏州市科技计划项目(SS202117)。
作者 : 刘 成1,张立力2,*,曹鑫铖2,潘从玲2,夏如茜2,鲁 旗3,刘远祥2
单位 : 1.中国物流集团有限公司,北京 100073;2.苏州混凝土水泥制品研究院有限公司 江苏省高耐久混凝土工程技术研究中心,江苏 苏州 215004;3.南京工业大学 材料科学与工程学院,江苏 南京 210000

刘 成1,张立力2,*,曹鑫铖2,潘从玲2,夏如茜2,鲁 旗3,刘远祥2

刘成,张立力,曹鑫铖,等.固废基建筑3D打印材料的制备及性能研究[J].混凝土与水泥制品,2023(12):83-88.

LIU C,ZHANG L L,CAO X C,et al.Study on preparation and performance of solid waste based 3D printing materials for buildings[J].China Concrete and Cement Products,2023(12):83-88.

摘要
参数
结论
参考文献
引用本文

摘   要:研究了建筑垃圾(微粉、再生砂)和钢渣(粉、砂)单、双组分固废对建筑3D打印材料可打印性和力学性能的影响,并优选出了最佳配合比。结果表明:采用单组分固废较难实现固废的大掺量(>50%)利用;与同条件下的单组分固废相比,双组分固废基建筑3D打印材料的可打印性得到一定改善,其中,当m钢渣砂∶m再生砂=1∶1、m钢渣粉∶m微粉=7∶3时,JS4组打印材料的可打印性和可建造性总体上显著优于其他组;与浇筑试件相比,打印试件Y、Z方向的抗折强度相差较小,但X、Y、Z方向的抗压强度明显较低。

Abstract: The effects of single and dual component solid waste from construction waste(micro powder, recycled sand) and steel slag (powder, sand) on the printability and mechanical properties of 3D printing materials for buildings were studied, and the optimal mix proportion was selected. The results show that using single component solid waste is more difficult to achieve a large content(>50%) of solid waste utilization. Compared with single component solid waste under the same conditions, the printability of dual component solid waste based 3D printing materials for buildings has been improved to some extent. Among them, when msteel slag sand : mrecycled sand =1:1 and msteel slag powder : mmicro powder =7:3, the printability and constructability of JS4 group are significantly better than those of other groups overall. Compared with poured specimens, the difference in flexural strength in the Y and Z directions of printed specimens is relatively small, but the compressive strength in the X, Y and Z directions is significantly lower.

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(1)随着单组分钢渣或建筑垃圾掺量的增加,打印材料的工作性总体上有所降低,可打印性和可建造性变差。其中,单组分钢渣容易导致体系黏度偏低、分层、保水性变差,单组分建筑垃圾会导致体系工作状态变化过快,可控时间缩短,故单组分钢渣或建筑垃圾均较难同时满足可打印性和可建造性要求。
(2)对于双组分建筑垃圾-钢渣基打印材料,当m钢渣砂∶m再生砂=7∶3、m钢渣粉∶m微粉=1∶1时,JS2组虽有轻微结团,但可建造性较好,打印成型度较高;当m钢渣砂∶m再生砂=1∶1、m钢渣粉∶m微粉=7∶3时,JS4组的可打印性和可建造性总体上显著优于其他组。
(3)与浇筑试件相比,打印试件Y、Z方向的抗折强度相差较小,但X、Y、Z方向的抗压强度明显较低。浇筑试件与打印试件不同方向的抗压强度大小顺序大致为:浇筑>Z方向>X方向>Y方向。总体上,与浇筑试件相比,打印效果较好的JS2、JS4组的力学性能保持率较高,其中,JS2组的Z方向抗压强度可达34 MPa。
(4)孔结构分析结果表明,JS2、JS8组的无害孔占比相当,但JS8组的有害孔占比显著高于JS2组,这主要是因为JS8组的打印效果较差,导致层间和层内产生了大量孔隙,这也是导致力学性能较差的主要原因之一。

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刘成,张立力,曹鑫铖,.固废基建筑3D打印材料的制备及性能研究[J].混凝土与水泥制品,2023(12):83-88.

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