碱激发工农业固废3D打印地聚物材料及打印机研制

来源 :山东农业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:wangtongqc
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
地聚物材料作为一种低碳建材在建筑工程领域应用广泛,但普通地聚物材料用于3D打印时存在可打印性低、可建造性差、易开裂、密度高等问题,为了解决上述问题,目前主要从轻质抗裂、可打印性和可建造性角度开展研究。红麻在中国各地都有广泛种植但未能得到有效利用,本文利用红麻韧皮纤维(KF)替代价格昂贵的高性能纤维提高打印材料的抗裂性,利用红麻秸秆芯(KSC)替代限制开采的河砂提供骨架支撑作用,研制了碱激发工农业固废3D打印地聚物材料,既能改善普通地聚物材料的缺点,又能实现红麻秸秆的资源化、规模化、工业化利用,体现了工农互补、可持续化发展的重要理念。本文首先通过试验分析了KSC掺量、KSC粒径、KF掺量对碱激发工农业固废3D打印地聚物材料工作性能的影响,初步确定了可用于3D打印的KSC及KF较优掺量;在此基础上设计试验进一步研究了KSC和KF对其可打印性、可建造性、干密度以及力学性能的影响;在复掺KSC、KF试验基础上,深入分析了相同流动性下碱激发剂掺量(矿渣和粉煤灰质量总和的10 wt.%、15 wt.%、20 wt.%)和矿粉比(15:85、20:80、25:75)对碱激发工农业固废3D打印地聚物材料工作性能、微观性能以及物理力学性能的影响。论文主要工作及结论如下:(1)为了研制碱激发工农业固废3D打印地聚物材料,本文结合市售建筑3D打印机作业特点及工作原理,研制了一种低成本且便于研发打印材料的3D打印机,并在多次打印实践中不断优化,且已获得较好的运行效果。(2)复掺KSC和KF的碱激发工农业固废3D打印地聚物材料研究结果表明:红麻秸秆包含的轻质KSC和具有较高强度的KF,掺入地聚物材料后均可为其工作性能和抗裂性能做出贡献;在地聚物材料中复掺矿渣和粉煤灰质量总和1.5 wt.%的KSC和0.2wt.%的KF后可使其凝结时间缩短68%,达到快凝的效果,同时有利于在挤出阶段降低地聚物浆料的表观粘度,在打印阶段提高粘度恢复能力;揭示了KSC在碱激发工农业固废3D打印地聚物材料中提高形状保持能力的骨架作用以及KF增韧阻裂的桥接作用;KSC与KF协同工作,显著提升了碱激发工农业固废3D打印地聚物材料连续多层打印的可建造性,其6层连续打印试件厚度保形率高达99.06%。(3)碱激发工农业固废3D打印地聚物材料配比优化试验的研究结果表明:随着碱激发剂掺量增多,碱激发工农业固废3D打印地聚物材料的流动性下降速率变慢,且用其打印时将流动性控制在140~180 mm可以获得较优的可打印性和可建造性;碱激发工农业固废3D打印地聚物材料具有轻质特性,其最大干密度为1557.6 kg/m~3;当碱激发剂掺量较低时(掺量为10 wt.%),碱激发工农业固废3D打印地聚物材料中存在大量未反应的“滚珠状”粉煤灰,结构松散;在较高碱激发剂掺量下(15 wt.%、20wt.%),提高矿粉比可以明显提高体系反应程度并生成更多的凝胶,改善材料致密性;伴随碱激发剂掺量和矿粉比的增加,打印材料的抗压、抗折强度整体呈上升趋势;综合考虑可打印性、可建造性、物理力学性能和碱激发剂经济用量,优选建议采用15 wt.%的碱激发剂掺量、按照矿粉比25:75制备碱激发工农业固废3D打印地聚物材料,即采用的技术路线为通过提高矿粉比降低碱激发剂用量;与普通水泥基材料相比,优化后的碱激发工农业固废3D打印地聚物材料的CO2排放量较低,其单位体积(m~3)CO2排放量降低率为39.77%。本文创新点如下:(1)探明了KSC和KF在3D打印矿渣-粉煤灰基地聚物材料中的工作机理,揭示了KSC的骨架作用和KF的桥接作用,体现了工农互补、可持续发展的重要理念。(2)通过提高矿粉比降低碱激发剂用量,优选得到了一种工作性能优异且成本较低的3D打印材料配合比。
其他文献
蒋业晋是清代乾嘉时期西域流放文人的代表之一,他学识渊博,诗艺高超,创作出各种题材的诗歌共536首。蒋业晋的诗歌创作与他的生活经历息息相关,其中不仅有对祖国统一伟业和壮丽山河的赞美,还有远离故土时内心情感的真实写照,更有对国计民生的关怀和对社会现实的揭露。对蒋业晋及其诗歌作品的研究可以让我们从侧面了解到乾嘉时期流放文人的内心世界与生存状态。本文共由七个部分组成:绪论部分概述蒋业晋研究现状,整理相关资
<正>子午工程是我国空间天气领域第一个国家重大科技基础设施项目,也是国际上被誉为"雄心勃勃、影响深远、令人震撼"的大科学工程。这样的一条子午链将对我国空间天气基础研究及预报的发展起到举足轻重的作用,为提升我国空间科技创新能力、保障空间活动安全、增强我国在国际空间科学界的话语权做出贡献。——空间物理学家,中国科学院院士魏奉思子午工程为中国空间科学搭起了一座长约3000千米的"长城"。它可以帮助科学家
期刊
目的:了解某公立医院各临床科室绩效奖金二次分配方案的合理性,分析亮点与不足,并提出改进建议。方法:将科室绩效奖金二次分配方案的合理性纳入科室绩效考核指标体系内,以P-CMM薪酬管理能力的评价指标为基础,建立科室绩效奖金二次分配方案合理性的评价指标,并通过差距分析法对各科室的分配方案进行打分。结果:全部科室的平均得分为3.87分,尚未达到比较符合的水平。其中在分配制度的完整性以及有明确的分配依据方面
为了进一步保证机电安装的质量,在建筑机电工程安装前期,要对机电安装的环节以及安装出现的问题进行统筹和规划,结合目前使用比较广泛的BIM技术,对机电安装的整个过程中进行模拟,确保机电安装的各个环节都能得到有效的保证,全面地保证机电安装过程中的安装效果。BIM技术一直深受建筑行业的喜欢,在BIM技术的帮助下,我们可以规避很多人为造成的问题,确保整个机电安装过程中可以安全、高效地进行。
<正>新美星是娃哈哈多年的战略合作伙伴,不仅提供了多条瓶装水生产线,还量身定制了4.8万瓶/时和3万瓶/时水气一体吹灌旋生产线,助力娃哈哈持续精进。2020年4月,娃哈哈集团的创始人、董事长宗庆后先生再次莅临新美星参观指导,距他2006年初的第一次新美星之行已经过去十四个年头了。多年来,娃哈哈不断创新,引领时代潮流,实现了健康发展,创造了饮料行业的奇迹,新美星也在创新中起步,在创新中成长为国内高端
期刊
“人情式微”,是近年来农村社会关系变迁的典型现象和重要特征。既有国家与社会、市场与农民关系视角下的研究,难以充分呈现当前农村社会关系变迁实践中丰富复杂的微观机制。引入“劳动力市场化”视角,研究发现:“人情式微”的本质问题是村庄社会关系理性化。其演变的核心机制在于:外部经济社会开放,农村人口开始流动,劳动力由过剩转向去“过密化”;本地劳动力市场和全国性劳动力市场形成后,劳动力价格出现,劳动力机会成本
中国式职教高考现代化的本质是服务人的现代化,其价值追求是通过职教高考的导向作用,促进高层次技术技能人才的成长和培养,满足建设教育强国和人才强国战略的客观需要,回应人民对满意教育和多元教育的必然要求。中国式职教高考现代化的选才原则是公平、科学、效率,战略任务是优化职业教育类型化定位、推动职业教育信息化建设、促进职业教育现代化体系构建。中国式职教高考现代化应以观念更新推进中国式职教高考现代化征程、以试
<正> 高热不退是严重的病症,如不及时退热甚为危险.中医治疗热症有其独到之处,方法颇多.如发汗解表清热、急下存阴清热、甘温除热、化湿清热,滋阴清热等等。其中滋阴清热临床应用效果甚佳,故为要法之一. 热症在火炽阴虚的情况下,应“刻刻顾护津液”,所以滋阴法治高热是大为可取的. 病例介绍
期刊
上海的城市排水管网建设较早,早年建设的老旧小区内部管网存在较多结构性损坏及功能性缺失。结合相关管道修复工程标准,探讨当下老旧小区的排水管道出现的问题类型、常见原因,并对排水管道的检测及评估技术进行探究。结合排水管道修复工艺和技术在实际项目中的应用案例,提出老旧小区排水管道修复工程的合理化建议。
创造性劳动与青少年科学素质提升之间具有天然的内在耦合性,科学素质是开展创造性劳动的必要条件,而创造性劳动是提升科学素质的重要途径。二者在知行合一、打破常规、理性思考、追求真理、问题导向等维度上取向一致。应从提升教育教学质量、拓展产教融合渠道、发挥创新楷模示范引领作用、营造包容失败的社会氛围等方面,积极探索创造性劳动与青少年科学素质提升之间的耦合路径,切实增强“劳育”与“智育”协同育人效果。