بررسي تاثير افزودني‌ها بر كارايي و خواص مكانيكي بتن چاپگرهاي سه‌بعدي بتن

كارشناسي ارشد

در روش چاپ سه بعدي بتن مصالح سيماني با استفاده از يك چاپگر مخصوص به صورت لايه لايه بر روي همديگر قرار مي گيرند و به اين شكل مدل يا سازه ي بتني نهايي ساخته مي شود. در عين وجود تحقيقات محدود بر روي نحوه ي اختلاط و انتخاب مصالح مصرفي در اين روش، تحقيق نسبتا جامعي در مورد تاثير افزودني ها و متغيرهاي ذاتي مصالح سيماني بر مشخصات رفتاري بتن چاپي وجود ندارد. در اين پايان نامه با بكارگيري مواد ساختماني مختلف، طرح هاي مخلوط مناسب بكارگيري در چاپگرهاي سه بعدي را براي اين فرايند معرفي و خواص و ويژگي بتن هاي ساخته شده با اين روش را بررسي نموده ايم. براي اين منظور، ابتدا يك دستگاه چاپگر سه بعدي مخصوص بتن در ابعاد آزمايشگاهي ساخته شد. سپس با مطالعه منابع موجود تاثير مواد و افزودني ها بر خواص رئولوژي، پايداري و ويژگي مقاومت مكانيكي بتن هاي مختلف تعيين و سپس طرح مخلوطهاي مختلفي براي بكارگيري بتن در چاپگر سه بعدي تعريف و درنظر گرفته شدند. جريان پذيري، مدت زمان قابل بكارگيري بتن در چاپگر، پايداري يا ساخت پذيري بتن تحت وزن خود و وزن لايه هاي بالا و همچنين مقاومت فشاري نمونه هاي ساخته شده توسط اين روش، عناوين آزمايش هاي بررسي شده را تشكيل مي دهند. اين آزمايش ها بر روي متغيرهاي نسبت آب به مصالح چسباننده (سيمان و پوزولان)، مقدار سنگدانه، افزودني هاي فوق روان كننده، و افزودني‌هاي پوزولاني از جمله ميكروسيليس، سرباره كوره آهن گدازي و پودر سيمان كلسيم آلومينات انجام شد. با مقايسه ي نتايج حاصل از آزمايش هاي صورت گرفته، پودر ميكروسيليس به عنوان مناسب ترين افزودني پوزولاني جايگزين سيمان پرتلند در بتن چاپي بدست آمد (جايگزيني با 10% سيمان پرتلند). همچنين مقدار بهينه ي سرباره ي كوره آهن گدازي برابر با 10% بدست آمد و در مورد پودر سيمان كلسيم آلومينات اين مقدار به 5% محدود گشت. علاوه بر اين، مشاهده شد كه مقدار فوق روان كننده پلي كربوكسيلاتي در بازه ي 0/6 تا 1 درصد كل وزن مصالح چسباننده در مجموع بهترين خواص رئولوژي، پايداري و مقاومتي را براي بتن چاپي فراهم مي كند. نسبت مقدار سنگدانه به مصالح چسباننده برابر با 1/4 و نسبت آب به مصالح چسباننده برابر 0/3 بهينه ترين مقادير در تمامي زمينه هاي بررسي شده در آزمايش ها اين تحقيق را نشان مي دهد.

193727

دانشگاه علم و صنعت ايران

سازه

دكتر اصغر حبيب نژاد كورايم