Indagini sulle tecniche di produzione del calcestruzzo espanso adatte alla stampa 3D

Calcestruzzo espanso per stampa 3D: analisi delle tecniche di produzione

Nella recente pubblicazione ” Indagini sulle tecniche di produzione del calcestruzzo espanso adatte alla stampa 3D “, gli autori V. Markin, G. Sahmenko, VN Nerella, M. Nather e V. Mechtcherine esplorano di più sui materiali progressivi per l’edilizia. Il calcestruzzo è stato studiato in molti laboratori di ricerca e dai produttori di tutto il mondo mentre si sforzano di utilizzare i materiali da costruzione in modo più efficiente con nuove tecnologie come la stampa 3D.

In questa ricerca, gli autori hanno studiato il calcestruzzo espanso creato con un metodo di schiumatura misto in turbolenza, nonché un metodo di schiumatura misto creato in un disintegratore di cavitazione. Con l’aggiunta della stampa 3D, gli utenti industriali sono ora in grado di aspettarsi una migliore efficienza nella produzione e convenienza. Come ricordano i ricercatori, tuttavia, la stampa 3D nel settore delle costruzioni è ancora “nelle prime fasi”.

L’automazione è ora molto più disponibile con la robotica, ma da ciò derivano nuovi requisiti di sicurezza e conformità. Anche i requisiti reologici possono essere impegnativi. Vi sono altri vantaggi, tuttavia, come una riduzione del peso del materiale, un migliore isolamento termico, una maggiore versatilità, proprietà meccaniche adeguate e altro ancora.

“Il motivo principale per considerare i calcestruzzi espansi come materiali economici ed ecologici è la presenza di celle d’aria fino all’80% del loro volume totale”, affermano i ricercatori. “Il grande volume di celle d’aria nel calcestruzzo espanso viene spesso introdotto dall’aerazione meccanica della malta cementizia mediante agenti schiumogeni”.

Per la preformatura, schiuma e pasta di cemento / malta sono combinati per creare calcestruzzo. Con la schiuma mista, l’agente schiumogeno viene aggiunto nel miscelatore a matrice, con tutti gli ingredienti miscelati lì insieme. In questo studio, il team ha utilizzato la schiuma mista con il miscelatore e il disintegratore a turbolenza intensiva.

“È noto che la miscelazione intensiva migliora la dispersione di cemento agglomerato e particelle di micro-riempitivo e promuove i processi di idratazione accelerata nella schiuma”, hanno affermato i ricercatori.

È stato utilizzato cemento composito Portland di tipo II, con ceneri volanti di carbone duro Steament H-4 come materiale cementizio secondario.

Composizione chimica di cemento e ceneri volanti.

La produzione di schiuma ha avuto successo seguendo il metodo di schiumatura mista con CD e TM-Mixer. Nell’analizzare le densità ottenute, i ricercatori hanno riconosciuto i vantaggi dell’utilizzo della matrice a base di cemento ma, nel complesso, metodi e materiali devono essere ulteriormente studiati.

“Considerando questo fatto, è necessario esplorare la successiva aggiunta dell’acceleratore dopo la formazione di schiuma di una matrice fluida a base di cemento per soddisfare i requisiti sulla coerenza dei calcestruzzi espansi stampabili presentati in [7]. Le misurazioni dell’assorbimento d’acqua hanno rivelato l’influenza dei miscelatori usati e le corrispondenti diverse tecniche di schiumatura sulla microstruttura e sulla distribuzione dei pori dei calcestruzzi espansi.

La stampa 3D con il calcestruzzo è di enorme interesse per i produttori di tutto il mondo e per i ricercatori. Dai pannelli in calcestruzzo espanso all’uso del calcestruzzo geo-polimerico – al rinforzo di tali materiali con la plastica stampata in 3D , molte industrie possono trarre vantaggio dalla ricerca e dallo sviluppo con il calcestruzzo.

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