南洋理工大学研究用大量灰烬混合物进行建筑3D打印

来源：中国3D打印网

南洋理工大学的学生Biranchi Panda在最近发表的《用于数字混凝土建筑的高容量粉煤灰混合物的3D打印》中，探索了如何改进基于粉煤灰的地质聚合物并将其用于建筑的3D打印。混凝土是世界上使用最广泛的材料之一，承包商现在可以从纤维增强，聚合物制成甚至自密实的材料中选择多种选择。使用SCC有许多好处，包括流动性，表面质量，耐用性等。然而，复杂几何形状的制造仍然具有挑战性，需要增加费用并需要更多的人力。

3D打印不仅受到建筑行业工业用户的关注，而且作为一种比常规方法更快，更实惠，更通用的技术，它也迅速受到人们的关注。 3D打印系统通常包括：
1、物料混合罐
2、抽料系统
3、挤出系统，带有带喷嘴的打印头
4、电子控制箱
5、安全系统

影响粉煤灰混凝土性能和性能的因素

地质聚合物碱化的图形模型

与计算机辅助设计（CAD）相比，建筑信息模型（BIM）具有更好的拓扑优化，更多的设计机会，制造速度快以及能够构建可能不包含的项目的优势。这项技术还具有减少3D打印对环境的影响的潜力，这是另一个积极的好处，因为目前水泥产量占全球CO2产量的5％。目前，基于粉煤灰的可持续材料看上去非常有吸引力，因为它们可以比普通波特兰水泥生产的二氧化碳排放量少80％，而且机械性能也更高。

众所周知，触变性是所有3D打印项目的重要特性之一。由于絮凝，PC具有固有的优良触变性，在存在任何异物（如FA，沙子，填料）的情况下，其胶体网络会破裂，从而导致触变性丧失。这样的例子之一就是高粉煤灰（HVFA）材料，它不仅具有低触变性，而且硬化速度慢。尽管具有可持续性，但较差的早期机械性能限制了其在3D打印项目中的应用。”

a）D形打印机和（b）具有所有多余原材料的最终印刷部件

这个问题就是Biranchi Panda进当前研究方向，希望能改善HVFA粘合剂的可印刷性，并全面了解HVFA水泥和地质聚合物。Panda考虑的第一步是创建可流动的挤出材料，以在整个过程中保持其形状。使用3D打印时，该过程可以直接在建筑工地或将预制零件放在一起然后运输进行组装的其他位置进行。

细砂河粉用于制备砂浆，因为在新加坡很容易获得。由Panda和研究小组准备的混合物可改善触变性，因为它们可以测量抗压，抗弯和抗张强度。还进行了微结构分析。最终，粉煤灰水泥被认为是“可印刷的”。

法国XtreeE的3D混凝土印刷复杂自由形式模型示例

随着3D打印成为主流，从办公室和房屋的建造到大规模混凝土打印机的开发，建筑业受到了许多积极的影响。