Là một công nghệ xây dựng mới, Đổ bê tông 3D (3DCP) mang đến những khả năng mới để tạo mẫu và tùy chỉnh nhanh chóng. Đầu tiên, một thiết kế được tạo bằng phần mềm thiết kế có sự hỗ trợ của máy tính (CAD), sau đó được chuyển đổi thành một bộ hướng dẫn (mã G) để máy in phân phối từng lớp bê tông. Công nghệ có thể in các hình dạng phức tạp một cách chính xác và nhanh chóng, giảm lãng phí nhân công và vật liệu.
Tuy nhiên, việc lựa chọn vật liệu hiện có để in rất hạn chế và vẫn còn các vấn đề về tính bền vững. Do đó, một số nhà khoa học đã chuyển sự chú ý của họ sang các vật liệu có nguồn gốc từ polyme hữu cơ tái tạo dồi dào "cellulose" trên trái đất.
Nhóm nghiên cứu của Khoa Kỹ thuật Xây dựng thuộc Đại học Virginia ở Hoa Kỳ đã chiết xuất sợi nano xenlulo (CNF) từ xenlulo trong thực vật dưới dạng vật liệu hỗn hợp và trộn vào xi măng theo tỷ lệ thích hợp nhằm mục đích sử dụng nó trong in 3D trong tương lai. Những phát hiện này đã được công bố gần đây trên tạp chí Xi măng và bê tông tổng hợp.
CASINOVật liệu CNF họ lựa chọn chủ yếu có nguồn gốc từ bột gỗ. Các sợi này có ưu điểm là dài và mịn, phân bố đều, diện tích bề mặt cao và dễ phân hủy sinh học. Trộn nó với xi măng có thể tăng cường các tính chất vật lý và hóa học của xi măng, khiến nó trở thành vật liệu lý tưởng để tăng cường độ bền kéo, độ uốn, độ nén và độ bền của xi măng.
Trong quá trình này, nhóm nghiên cứu lần đầu tiên đã chuẩn bị xi măng Portland, canxi sulfoaluminate (CSA), khói silic vô định hình (SF) và tro bay (FA), cát thạch anh công nghiệp mịn và các chất giãn nở (để giảm quá trình sấy khô, giảm nguy cơ co ngót và nứt), chất khử nước (để nâng cao tính công tác và cường độ của hỗn hợp vữa) và làm vữa xi măng. Sau đó, họ bổ sung các hàm lượng phụ gia CNF khác nhau (0%, 0,1%, 0,2%, 0,3%, 0,4%, 0,5%) để cuối cùng tạo ra bê tông CNF.
Các nhà nghiên cứu đã sử dụng lưu biến kế để kiểm tra bê tông CNF với các tỷ lệ khác nhau nhằm đánh giá độ biến dạng và dòng chảy của nó. Khi in xi măng 3D, bạn cần có tốc độ và áp suất phù hợp để ép đùn bê tông nhằm tránh hiệu quả các vấn đề trong hoặc sau khi in.
Ngoài ra, họ còn in bê tông CNF chứa các tỷ lệ khác nhau thành thành phẩm theo các hướng khác nhau và tiến hành thử nghiệm bảo dưỡng trong 28 ngày. Các vật thể đông đặc sau đó được kiểm tra độ bền kéo, uốn và nén để xác định tác động của CNF lên vật liệu tổng hợp xi măng.
Kết quả cho thấy nồng độ CNF trong xi măng càng cao thì khả năng chống biến dạng càng mạnh, tuy nhiên độ nhớt của nhựa tăng và tính lỏng trở nên kém hơn, khiến máy in bê tông 3D cần sử dụng lực truyền động mạnh hơn để in. Ngoài ra, nồng độ CNF trong xi măng càng cao thì hàm lượng nước và tỷ lệ liên kết hóa học (hydroxyl) càng cao, đảm bảo bê tông có đủ độ ẩm và đặc tính bảo dưỡng trong quá trình hydrat hóa.
Họ cũng phát hiện ra rằng khi nồng độ CNF của bê tông trong quá trình in nằm trong khoảng từ 0% đến 0,1%, lớp in không thể duy trì hình dạng hoàn chỉnh của nó; khi nồng độ CNF là 0,2%, nó có thể được tạo hình nhưng không thể dát lớp. bình thường (dễ bị xẹp); Nếu nồng độ CNF trên 0,3% thì tỷ lệ giữ hình dạng là 99%, ít bị biến dạng trong quá trình cán và có khả năng tạo hình tốt.
Họ đã tiến hành các thử nghiệm cơ học trên bê tông có nồng độ CNF trên 0,3%. Kết quả cho thấy khi nồng độ CNF tăng từ 0,3% lên 0,4% thì cả độ bền kéo và độ bền uốn đều tăng, nhưng khi nồng độ là 0,5% thì cả độ bền kéo và độ bền uốn đều giảm. Tuy nhiên, khi nồng độ CNF là 0,3% thì khả năng chịu nén của nó là tốt nhất trong ba nồng độ.
Để hiểu rõ nguyên nhân bên trong của bê tông, các nhà nghiên cứu đã sử dụng kính hiển vi điện tử quét (SEM) để quan sát điều kiện của các tỷ lệ CNF khác nhau trong xi măng. Họ phát hiện ra rằng khi nồng độ CNF là 0,5% thì hiệu suất của bê tông. giảm, liên quan đến nội tại của nó. Liên quan đến sự kết tụ của các cụm sợi nano, độ xốp tăng và khả năng hoạt động của hỗn hợp vữa giảm.
Kết luận cuối cùng là việc bổ sung hơn 0,3% vật liệu CNF vào xi măng có thể cải thiện đáng kể hiệu quả tổng thể của quá trình in bê tông.
Osman E. Ozbulut, giáo sư tại Khoa Kỹ thuật Xây dựng tại Đại học Virginia, nói với phòng tin tức của trường: “Sau khi trộn sợi nano vào vật liệu xi măng 3D, chúng tôi nhận thấy những cải tiến của xi măng 3D về khả năng in và các phép đo cơ học cho thấy rằng vật liệu sợi nano có khả năng mang lại những phương pháp thực hành linh hoạt hơn trong kiến trúc.”
Giáo sư Ozbluth cũng cho biết trước đây tác động của vật liệu CNF đối với vật liệu composite in 3D truyền thống là không rõ ràng “Nhưng lần này chúng tôi đã tiến hành một số lượng lớn thử nghiệm để hiểu rõ hơn về tác dụng của các chất phụ gia khác nhau. của cấu trúc in 3D”
.Trong tương lai, nhóm thử nghiệm sẽ tiếp tục kiểm tra hiệu suất của CNF và hy vọng sử dụng nó trên các thành phần in 3D khác để tăng độ bền kéo, khả năng chống uốn và chống nén. ◇
藉由结合钱德拉X射线天文台的X射线资料与其它太空和地面望远镜的资料，就像很多其它图片一样，天文学家得以调查宇宙中长期存在的谜团。
而每次回到家乡，她都会被当地社区老人的活力所震撼。他们的长寿秘诀是用心饮食和保持Ikigai（找到生命目的）。
该公司藉由一种热化学程序来建构脂肪分子，形成二氧化碳、氢和氧的键结，能生产不含牛奶的奶油，以作为传统奶油的替代品。
根据研究网站Edmunds的数据，混合动力汽车平均25天能从经销商处售出，速度几乎是电动汽车的三倍，是汽油动力汽车的两倍。
Biên tập viên: Lian Shuhua#
Dùng xe bán tải Tesla vận chuyển xi măng dễ dàng, lộ video Vancouver phát minh ra “phòng in”, chi phí xây dựng giảm mạnh 90% Được xây dựng trong 5 ngày, một cặp vợ chồng người Hà Lan chuyển đến ngôi nhà in 3D đầu tiên ở châu Âu Người Paris phát minh khẩu trang bảo hộ 3D và tặng cho nhân viên y tế Xem thêm → Các bài viết liên quan đến in 3D