بررسی اثر افزودنی منبسط‌شونده بر روی خواص بتن چاپ سه‌بعدی

نویسندگان

1 دانشیار، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه تهران، تهران، ایران

2 دانشجوی دکتری، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه تهران، تهران، ایران

3 دکتری، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه ای تی اچ زوریخ، زوریخ، سوئیس

4 دانشجوی دکتری، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه صنعتی شریف، تهران، ایران

5 استادیار، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه تهران، تهران، ایران

6 استاد، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه تهران، تهران، ایران

7 کارشناسی ارشد، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه علم و صنعت، تهران، ایران

doi
10.22065/jsce.2024.424406.3264
چکیده

ﻓﻨﺎوری ﭼﺎپ سه‌ﺑﻌﺪی ﺑﺘﻦ که زیر شاخه‌ای از روش ساخت‌ افزایشی است، ﺑﺎ ﺳﺮﻋﺖ ﺧﯿﺮهﮐﻨﻨﺪه‌ای (از نظر زیرساختی) در ﺳﺎلﻫﺎی اﺧﯿﺮ ﭘﯿﺸﺮﻓﺖ ﮐﺮده اﺳﺖ. با این وجود یکی از چالش‌های اساسی این فناوری ساخت، جمع‌شدگی بتن چاپ سه‌بعدی است. عدم وجود قالب، آب انداختگی کم، نسبت پایین سنگ‌دانه به خمیر و ریزی سنگ‌دانه‌ها باعث بحرانی شدن جمع‌شدگی این نوع بتن‌ها گشته است. به همین جهت در این مقاله قصد بر این است که با استفاده از ماده منبسط‌شونده، جمع‌شدگی بتن چاپ سه‌بعدی را کاهش داد و تا حد امکان آن را کنترل کرد و همچنین تأثیر میزان استفاده از ماده افزودنی را بردیگر خواص بتن، اعم از خواص مکانیکی، خواص بتن‌تازه و خواص بتن سه‌ﺑﻌﺪی مورد سنجش قرار داد. در این مقاله، 5 طرح با نسبت‌های ماده منبسط‌شونده ﺑﻪ خمیر 0.3، 0.6، 0.9، 1.2 و 1.5 درصد و یک طرح فاقد منبسط‌شونده (طرح مبنا) جهت بررسی آزمایشگاهی انتخاب شدند. ارزیابی جمع‌شدگی آزاد 6 طرح ذکر شده تا سن 177 روز نشان‌دهنده کاهش 30% جمع‌شدگی به‌ازای استفاده 1% ماده منبسط‌شونده است. رابطه مستقیم بین افت جرم و جمع‌شدگی نمونه‌ها حاکی از این امر است که در آزمایش انجام‌گرفته، قسمت اصلی جمع‌شدگی اندازه‌گیری شده در اثر از دست دادن آب بوده است. افزودن 1% ماده منبسط‌شونده منجر به کاهش 18% در مقاومت فشاری نمونه‌ها در سنین 7 و 28 روز گردیده است، در حالی که هر درصد افزایش این ماده بیشتر از یک درصد باعث کاهش 17% در مقاومت کششی (خمشی) نمونه‌ها در سن 28 روز می‌شود. به علاوه هر درصد افزایش در استفاده از این ماده در 6 طرح موردنظر، منجر به افزایش 11% در میزان بازشدگی آزمایش میز جریان گردیده است.