Критериальная оценка реологических характеристик цементных систем для строительной 3D-печати

С позиций классической структурной реологии дисперсных систем произведен теоретический анализ реологического поведения смесей в процессе 3D-печати. Обоснованы технологические факторы регулирования экструдируемости и формоустойчивости как критериальных реологических характеристик смесей. Представлены результаты экспериментальных исследований экструдируемости и формоустойчивости модельных цементных систем как матриц смесей для 3D-печати. Для оценки экструдируемости использован сдавливающий тест с постоянной скоростью деформирования, по результатам которого найдены критериальные значения пределов ползучести, текучести и эластичности цементных систем. Для оценки формоустойчивости использован сдавливающий тест с постоянной скоростью нагружения, по результатам которого найдены значения структурной и пластической прочности, пластических деформаций цементных систем, характеризующие их способность сохранять форму при действии возрастающих сжимающих напряжений в процессе печати. Получены количественные данные о влиянии В/Ц-отношения и концентрации суперпластификатора на комплекс реологических характеристик цементных систем. Установлено, что В/Ц-отношение, определяющее концентрацию частиц дисперсной фазы в системе «цемент + вода», является главным фактором структурирования и упрочнения цементных систем. Введение пластификатора как фактора изменения свойств дисперсионной среды является средством не только регулирования пластичности, но повышения формоустойчивости.