建設用3Dプリンターのためのセメント系材料の開発およびプリンティング方法の確立

水泥基材料的开发及建筑3D打印机打印方法的建立

基本信息

批准号：
21K04344
负责人：
寺西浩司
金额：
$ 2.58万
依托单位：
Meijo University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

（1）モルタルのチクソトロピー性を向上させる方法の検討：　建設3Dプリンティングに用いるチクソトロピー性を高めたモルタルの開発を目的として、変性させたダイユータンガムをモルタルに添加する方法について検討した。その結果、仕込み比の低い変性ダイユータンガムを添加すると、通常のダイユータンガムに比べてモルタルのチクソトロピー性がやや向上するとの結果を得た。また、このほかに、ダイユータンガムとポリオレフィン繊維を組み合わせて混入すると、モルタルにチクソトロピー性をより効果的に付与できることを明らかにした。（2）3Dプリンティング用モルタルの押出し試験および自立性評価試験：　実際の3Dプリンティングに供するためのモルタルを試作し、押出し試験および自立性評価試験を行った。その結果、モルタルにポリオレフィン繊維を混入してチクソトロピー性を付与することで、3Dプリンティングに要求される押出し性および自立性を確保できるという見通しを得た。（3）3Dプリントされたモルタル積層体の層間付着強度および耐久性に対する積層条件の影響の検討：　建設用3Dプリンターを用いて積層試験体を作製し、積層幅および「1層当たりの積層高さ」が層間の付着強度および耐久性に及ぼす影響を検討した。その結果、①層間付着強度は、積層幅がノズル内径より小さい場合に、一体打ちの場合の引張強度と同等以上となる、②積層幅が大きい場合に層間の物質移動抵抗性が低くなる、などの知見を得た。（4）3Dプリントされたモルタル積層体の層間付着強度向上に関する検討：　層間付着強度を向上させる方法について検討し、層間に溝を形成すると、その形成条件によっては層間付着強度が向上する可能性があることを明らかにした。また、EVA接着剤を層間に塗布することにより層間付着強度の向上が期待できるなどの知見を得た。

(1)提高砂浆触变性能的方法研究：为了开发用于建筑3D打印的增强触变性砂浆，我们研究了在砂浆中添加改性迪乌坦胶的方法。结果发现，当添加低装料比的改性迪特胶时，砂浆的触变性能与普通迪特胶相比略有改善。此外，还发现通过掺入迪特胶和聚烯烃纤维的组合，可以更有效地赋予砂浆触变性能。 (2)3D打印砂浆的挤压试验和自支撑评价试验：制作了实际3D打印中使用的原型砂浆，并进行了挤压试验和自支撑评价试验。因此，他们获得了这样的前景：通过在砂浆中添加聚烯烃纤维来赋予触变性能，将有可能确保3D打印所需的可挤出性和自支撑性能。 (3)考察层压条件对3D打印砂浆层压板层间粘合强度和耐久性的影响：使用建筑3D打印机制备层压板测试样本，并研究层压板宽度和“每层层压板高度” ”对层间粘合强度和耐久性的影响。结果，(1)当层压宽度小于喷嘴内径时，层间粘合强度等于或高于一体铸造情况下的抗拉强度，以及(2)层间传质阻力当层压宽度较大时，层数较低。我们获得了以下知识。 (4)提高3D打印砂浆层压板层间粘合强度的研究：我们研究了提高层间粘合强度的方法，发现在层间形成凹槽可以根据形成条件提高层间粘合强度。此外，我们还发现，通过在层间涂敷 EVA 粘合剂，预计层间粘合强度将会提高。