科研混子
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第35章 第一次尝试

接下来的两周,周杰跟着杭老师继续学习了多种混凝土外加剂,并在试验中加深对各种混凝土外加剂的认识。周杰觉得自己是时候尝试着去调配一个打印砂浆了。

根据周杰从书上看来的3D打印砂浆流动度需要控制在180mm。不过这个流动度是调桌流动度。将砂浆放在一个每秒跳动一下的平台上,经过25次之后测得的砂浆流开的宽度。当然这个是有专门的仪器叫跳桌流动度测定仪。

因为是刚开始尝试,周杰考虑到配比里面就水泥加砂子加水加减水剂。简单一点,先感受一下跳桌流动度是180mm的砂浆大概是什么样子。

周杰先称取了1000g水泥1000g中砂,400g的水。暂时没有称取减水剂。

称完后,将水先倒入搅拌锅,然后倒入水泥,和中砂。设定慢速搅拌2min。谁知刚搅拌一分钟,周杰就已经明显感觉到锅里的砂浆已经很稀了。不用测都知道肯定远远大于180mm。这一锅砂浆失败了。

周杰把砂浆倒入垃圾袋,将搅拌锅清洗干净,再次称取同样的水泥和砂子,这次周杰学聪明了,先将水泥和砂子倒入搅拌锅,慢搅30s然后称取了380g水,先倒入约三分之二的水,进行搅拌,然后在搅拌过程中慢慢倒入搅拌锅,边倒,边观察砂浆的状态,直到周杰觉得砂浆的状态差不多了,才停止加水。周杰将剩余的水称了一下,还有18g,然后测了调桌流动度,170mm,唉,可以,离目标很近了。

再来,这次周杰称取了0.1%掺量的聚羧酸减水剂,就是1g,这种减水剂的减水率一般在30%以上,意思是原本需要100g水来搅拌才能达到的状态,加入一定量的这个减水剂,70g水就可以达到同样的状态,少用30g水,不过周杰加减水剂的量也不大,不能用这个计算用水量,只好再次使用边加水边观察的办法。又经过多次调试,将用水量降到了350时,同时跳桌流动度在180mm,目的初步达到了。

下一步,便是解决3D打印材料对凝结时间的要求。

之前和小雅讨论过,水泥有好多种,周杰目前用的是普通硅酸盐水泥,这种水泥凝结硬化时间要长一些,不适合直接用于3D打印混凝土的制备,普通硅酸盐水泥是目前工程中应用最广泛的水利,具有成本低。生产厂家分布广,性能稳定的优点。所以利用普通硅酸盐水泥制备3D打印砂浆对建筑3D打印的推荐具有重要意义。那么问题的关键就转化为如何通过不同的技术路径对比研究,控制和调节普通硅酸盐水泥的凝结时间,以满足3D打印工艺的需求。

所以这也是周杰想要切入的点,周杰通过查询资料了解到有几种思路,分别是:

一、加混凝土促凝剂

二、与铝酸盐水泥复合

三、与硫铝酸盐水泥复合

混凝土混凝剂和铝酸盐水泥现在周杰身边没有,但周杰知道实验室有一袋硫铝酸盐水放在货架上,说干就干,周杰去取了一点有硫铝酸盐水泥。周杰分别将普通硅酸盐水泥和硫铝酸盐水泥以95:5、90:10、85:15的比例进行了试验,最后发现90:10这一组早期凝结时间比较复合要求。

周杰考虑到3D打印施工时,打印材料是堆起来的,受自重影响,砂浆内部有可能会产生微小的裂缝,想到这,周杰又去找了点纤维加进去,正好货架上有聚丙烯纤维。至此以周杰现在的水平配置的3D打印砂浆便形成了。

但让周杰头疼的是,现在手里也没有3D打印机,周杰也不知道自己捣鼓的这个东西到底行不行。得找催老师早点将3D打印机搞回来了。

可周杰作为一个学生,怎么催老师去搞仪器呢,头疼哦。

周杰将试验现场打扫干净,然后就去楼上敲了杭老师的门,咚咚咚

“进!”杭老师听到敲门声,就回应了一声。

“老师,我今天自己试着配制了下3D打印混凝土,将它的跳桌流动度调到了180,凝结时间调到了45分钟左右。可咱没有打印机,也不知道到底能不能满足打印需求。”言外之意就是,没打印机,这研究不下去了呀。

“啊,你再想想办法,你看这样行不行,你去找个瓶子从后面开个孔,将砂浆装进去,然后从后面用另一个瓶子挤,将砂浆挤出来。”杭老师一边说,一边还用手比划着。

周杰不知道老师这是不想去搞打印机,还只是先给周杰出的让他继续做实验下去的主意。

“好吧,老师,那我先去试试。”周杰说完,便出了办公室,顺手带上了门。

周杰有点小郁闷的回到了楼下成型室,又称取了一锅的砂浆原材料,熟练的搅拌,然后找来两个塑料瓶,将一号瓶倒置,然后将瓶底减掉,由瓶底开出来的口装入约一半瓶子的砂浆,然后将二号瓶子里装满水,装水是为了让这个瓶子可以承受更大的力。不至于在周杰用力压瓶子时,瓶子会变形。

周杰将二号瓶子,从一号瓶底压入砂浆上方,然后将一号瓶的瓶盖取下。用力推动二号瓶,一号瓶子里的砂浆在压力的作用下,从瓶口缓缓的挤出,但由于周杰装的少,才挤出一点点,二号瓶就和一号瓶卡住,挤不动了,周杰又将二号瓶取下,在一号瓶里又添加了一些砂浆,将二号瓶放好,再次挤压二号瓶,这次出来的砂浆多了一点,但出来的砂浆不成条形,出来一段就断了,出来一段就断了,周杰猜想要么是材料性能还不到位,要么是自己做的简易挤压装置效果不好。不能完全模拟3D打印机挤出砂浆时的受力情况。周杰暂时凭自己也找不到什么办法去验证到底是哪一种。

“小雅,小雅,你帮我看看我调配的这3D打印砂浆怎么样,还缺点什么。”

“哈欠,哥哥,小雅对于目前这种落后的3D打印机不是很了解,也不清楚什么样材料的就可以了。”

“额,好吧。”周杰听出了小雅语气中那淡淡的鄙视,周杰只能暂时把这些事放一放了。