通过使用超强吸水性聚合物和硅灰,实现了3D打印泡沫混凝土的可建造性(buildability)与微观结构的协同优化

时间:2026年5月30日
来源:CEMENT & CONCRETE COMPOSITES

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赵刘|奥努阿古卢奇·奥宾纳|张泽迪|张亚梅|内姆库马尔·班西亚|卡斯特罗-戈麦斯·若昂|侯东帅|王新鹏|崔伟久|庞志明|孙旺哲摘要:3D打印泡沫混凝土的应用受到其较差的可施工性以及硬化后宏观性能依赖于微观结构演变的影响。本研究通过结合使用干式超强吸水聚合物(SAP)和硅灰(SF)

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赵刘|奥努阿古卢奇·奥宾纳|张泽迪|张亚梅|内姆库马尔·班西亚|卡斯特罗-戈麦斯·若昂|侯东帅|王新鹏|崔伟久|庞志明|孙旺哲

摘要:

3D打印泡沫混凝土的应用受到其较差的可施工性以及硬化后宏观性能依赖于微观结构演变的影响。本研究通过结合使用干式超强吸水聚合物(SAP)和硅灰(SF),在不额外加水的情况下,通过增强静态屈服应力并阐明其作用机制来协同改善其可施工性。SAP的内部固化效应和SF的填充效应也可以共同用于优化3D打印泡沫混凝土的微观结构。结果表明,SAP和SF的协同作用可以使3D打印泡沫混凝土的静态屈服应力提高70%以上,并将其可施工性提升至原来的两倍以上。SAP和SF在新鲜状态下对自由水的竞争性吸收影响了SAP的吸水时间依赖性以及水化过程,从而影响了静态屈服应力随时间的变化。3D打印泡沫混凝土的静态屈服应力与其内部T21含水量之间存在强烈的功能相关性;SAP的用量不会改变这种函数的关系,而增加SF的替代比例则会改变其函数形式。适当的SAP用量(0.3%和0.6%)可以降低打印层和层间界面的孔隙率,并最小化这两个区域之间的孔隙率差异。研究结果还表明,较高剂量的SAP和SF会降低气孔之间的配位数和喉部半径。

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