Ricerca internazionale: valutazione del calcestruzzo per la stampa 3D con fibre di sisal
Ricercatori francesi e britannici stanno approfondendo la stampa 3D nelle costruzioni e sperimentando parametri nei materiali. Rilasciando i loro risultati in ” Proprietà reologiche del calcestruzzo di stampa 3D contenente fibre di sisal “, gli autori spiegano gli effetti positivi e negativi mentre studiavano gli impatti sul cemento.
Le casseforme sono un fattore importante nel costo della costruzione in calcestruzzo oggi, quindi i vantaggi intrinseci alla stampa 3D come una maggiore convenienza complessiva, una rapida velocità, la personalizzazione e altro rendono la tecnologia allettante per gli utenti industriali. Attualmente, i metodi più popolari utilizzati sono la forma a D o il getto di legante e la stampa del calcestruzzo tramite estrusione. Per questo studio, i ricercatori hanno usato ceneri volanti e polvere di calcare come legante con cemento Portland e hanno studiato quanto segue per gli impatti sulla malta stampabile:
Cenere volante
Polvere di calcare (LS)
Percentuale di fibre di sisal naturali (NF)
Dosaggio del superfluidificante (SP)
Additivo modificante la viscosità
“I parametri reologici sono stati valutati dallo stress statico di snervamento mediante il test di crollo cilindrico”, hanno spiegato i ricercatori.
Ricordandoci che qualsiasi tipo di lavoro con cemento è “fortemente dipendente dal tempo”, gli autori sottolineano che i tempi devono essere coerenti nella sperimentazione con tutte le composizioni o i confronti dei campioni sarebbe nullo. Materiali secchi, leganti e acqua sono stati miscelati in un frullatore, quindi sono state aggiunte sia fibre naturali che VMA. Successivamente, la malta è stata valutata per la caratterizzazione reologica.
Dato che sono stati valutati due diversi tipi di malta (uno con legante al 100% e l’altro costituito dal 24% di AF di sostituzione del cemento), i ricercatori hanno notato una riduzione della diffusione della tavola di flusso con l’AF, ma solo leggermente – e ha avuto un impatto sullo “stress di rendimento stimato in modo analogo al flusso discendente”. Con l’estrusione, il mix LS non ha resistito nel sostenere gli strati. Ricerche precedenti hanno anche dimostrato che l’uso di LS è stata la possibile causa della “segregazione” nel passato del cemento.
“Di conseguenza, è stato dimostrato che il legante realizzato solo con cemento e polvere di calcare non era adatto per essere applicato nei processi di stampa 3D con malta”, hanno detto i ricercatori.
L’aggiunta di SP aumentato ha ridotto sostanzialmente lo stress di resa stimato, influenzando “lavorabilità, coerenza e stampabilità”. Nell’aggiunta di VMA, il team ha notato una riduzione di quanto segue: diffusione della tabella di flusso, penetrazione, aumento dello stress di resa stimato. Questi tipi di miscele offrono una migliore viscosità e un’adesione stabile dello strato.
“L’aggiunta di fibre di sisal (NF) dallo 0,6 all’1% di legante, ha ridotto il flusso della malta migliorandone la coesione con una rete di fibre più densa. In effetti, con l’aggiunta di maggiori quantità di NF, lo stress da resa è aumentato e le proprietà fresche sono diminuite “, hanno concluso i ricercatori.
“Per applicare i processi di stampa 3D ai materiali a base di cemento sono stati richiesti un’adeguata lavorabilità, una buona segregazione e resistenza al sanguinamento, una facile estrudibilità e un’ottima stampabilità e costruibilità. In effetti, gli strati estrusi devono mantenersi autonomi e potrebbero non deformarsi sotto il carico degli strati supplementari. Significa anche che gli strati devono legarsi insieme per evitare vuoti, articolazioni fredde e altri problemi di indebolimento. “
