Y. Chen, L. Zhang, K. Wei, H. Gao, Z. Liu, Y. She, F. Chen, H. Gao, Q. Yu

Rheology control and shrinkage mitigation of 3D printed geopolymer concrete using nanocellulose and magnesium oxide

Construction and Building Materials. 429 (2024) 136421. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2024.136421.

3D打印混凝土(3D printing concrete, 3DPC)是一项利用数字化方法生产混凝土的新兴技术，它彻底改变了传统的劳动密集型施工模式。然而，3D打印中的无模板打印和逐层堆叠在早期会导致严重的收缩和塑性开裂，特别是对于地聚合物基胶凝材料。本研究利用纳米纤维素(NFC)与氧化镁膨胀剂(MEA)的组合来缓解3D打印地聚合物混凝土(3DPGC)的塑性收缩和干燥收缩，同时优化其流变性能。结果表明，适当剂量的NFC和MEA改性后，3DPGC早期塑性收缩和干燥收缩减小，可打印性、可建造性和机械强度有所提高。通过流变学、量热法、扫描电镜和内部湿度测试，深入分析了NFC和MEA对3DPGC性能的潜在影响。纳米纤维素的保水能力可以在早期提供更多的水分，从而减轻开裂，而MEA会抑制后期的干燥收缩。该研究为纳米纤维素和氧化镁在提高3D打印地聚合物混凝土体积稳定性和力学性能方面的应用提供了思路。