阴离子生物聚合物调控3D打印混凝土流变性能的创新机制与打印性能优化研究

本文系统评估杏仁胶、黄蓍胶、韦兰胶及巨藻提取物等阴离子生物聚合物对混凝土3D打印（3DP）流变特性（如触变性Rthix/Athix）与打印性能（尺寸稳定性DV/DI、挤出均匀性COV）的协同调控机制，为开发可持续高性能打印材料提供新策略。

　　

亮点

粘结剂、骨料与减水剂

本研究采用多种含不同阴离子生物聚合物类型的配合比。混合物采用三元胶凝体系配制，含75%通用波特兰水泥（GU）、20%F级粉煤灰和5%硅灰。所用三元粘结剂的化学与物理特性见表1。细石英砂（FQS）粒径小于300μm，比重2.69，用作骨料骨架。

已开发混合物的表征

图9展示了所研究混合物的表观粘度随剪切速率的变化情况。根据所用阴离子生物聚合物的类型和掺量以及减水剂的掺入量，观察到显著差异。在剪切速率为1 s^-1时，生物聚合物使表观粘度值比基准混合物提高了9.8%至26.7%。这种增强反映了在重力作用下抗离析和泌水能力的提升。

生物聚合物混合物的比较分析

阴离子生物聚合物的比较分析揭示了它们对水泥基混合物流变行为和3D打印适性影响的显著差异，这些差异强烈依赖于生物聚合物的类型和掺量。这些差异可归因于每种生物聚合物与水泥颗粒、水和骨料相互作用的独特分子结构和作用机制，这些机制进而控制着关键的流变参数。

在所测试的配方中，含量最高的配方表现出...

结论

本研究调查了包括杏仁胶、黄蓍胶、韦兰胶和巨藻提取物在内的多种阴离子生物聚合物对水泥基混合物流变性能和3D打印性能的影响。研究分为两个互补阶段：(i) 开发具有定制流变特性的含生物聚合物混合物；(ii) 评估其在3D打印过程中的性能。实验结果表明：

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