1. Trang chủ
  2. » Giáo Dục - Đào Tạo

Xác định yêu cầu và thiết kế thành phần cấp phối đáp ứng các yêu cầu về tính công tác của vật liệu xây dựng phục vụ in 3d

57 27 0

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

THÔNG TIN TÀI LIỆU

Thông tin cơ bản

Định dạng
Số trang 57
Dung lượng 5,24 MB

Nội dung

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH CƠNG TRÌNH NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CỦA SINH VIÊN XÁC ĐỊNH YÊU CẦU VÀ THIẾT KẾ THÀNH PHẦN CẤP PHỐI ĐÁP ỨNG CÁC U CẦU VỀ TÍNH CƠNG TÁC CỦA VẬT LIỆU XÂY DỰNG PHỤC VỤ IN 3D MÃ SỐ: SV2020-163 SKC 0 3 Tp Hồ Chí Minh, tháng 10/2020 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐH SƯ PHẠM KỸ THUẬT TPHCM BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CỦA SINH VIÊN XÁC ĐỊNH YÊU CẦU VÀ THIẾT KẾ THÀNH PHẦN CẤP PHỐI ĐÁP ỨNG CÁC U CẦU VỀ TÍNH CƠNG TÁC CỦA VẬT LIỆU XÂY DỰNG PHỤC VỤ IN 3D Mã số đề tài: SV2020-163 Thuộc nhóm ngành khoa học: QUI HOẠCH – KIẾN TRÚC – XÂY DỰNG TP Hồ Chí Minh, 10/2020 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐH SƯ PHẠM KỸ THUẬT TPHCM BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CỦA SINH VIÊN XÁC ĐỊNH YÊU CẦU VÀ THIẾT KẾ THÀNH PHẦN CẤP PHỐI ĐÁP ỨNG CÁC U CẦU VỀ TÍNH CƠNG TÁC CỦA VẬT LIỆU XÂY DỰNG PHỤC VỤ IN 3D Mã số đề tài: SV2020-163 Thuộc nhóm ngành khoa học: QUI HOẠCH – KIẾN TRÚC –XÂY DỰNG SV thực hiện: Nguyễn Đức Hiếu - Mã số SV: 18149087 Nguyễn Thành Tín - Mã số SV: 18149183 Nguyễn Đình Quý - Mã số SV: 18149155 Trần Duy Trình - Mã số SV: 18149189 Nam, Nữ: Nam Dân tộc: Kinh Lớp, khoa: Lớp 18149CL1, khoa: Đào tạo CLC Năm thứ: /Số năm đào tạo: Ngành học: Cơng nghệ kĩ thuật cơng trình xây dựng Người hướng dẫn: PGS.TS Phan Đức Hùng TP Hồ Chí Minh, 10/20 MỤC LỤC DANH MỤC HÌNH ẢNH DANH MỤC BẢNG BIỂU Chương 1: TỔNG QUAN 12 1.1 Giới thiệu chung 12 1.2 Tình hình nghiên cứu 14 1.2.1 Tình hình nghiên cứu nước 14 1.2.2 Tình hình nghiên cứu nước 15 1.3 Tính cấp thiết đề tài 16 1.4 Mục tiêu đề tài 16 1.5 Nhiệm vụ đề tài 16 1.6 Phương pháp nghiên cứu 17 1.7 Ý nghĩa khoa học thực tiễn 17 1.7.1 Ý nghĩa khoa học 17 1.7.2 Ý nghĩa thực tiễn 17 Chương 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 19 2.1 Tổng quan công nghệ in 3D công nghệ in 3D lĩnh vực xây dựng 19 2.1.1 Công nghệ in 3D 19 2.1.1.1 Khái niệm công nghệ in 3D 19 2.1.1.2 Lợi ích cơng nghệ in 3D 20 2.1.1.3 Ứng dụng công nghệ in 3D 21 2.1.2 Công nghệ in 3D lĩnh vực xây dựng 22 2.1.2.1 In nhà 3D xây dựng 24 2.1.2.2 Ưu nhược điểm công nghệ in 3D xây dựng 25 2.2 Thành phần cấp phối vữa dùng cho in 3D 27 2.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến cường độ tính cơng tác cấp phối 28 2.3.1 Các yếu tố ảnh hưởng đến cường độ 28 2.3.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến tính cơng tác 29 Chương 3: NGUYÊN VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM 31 3.1 Nguyên vật liệu 31 3.1.1 Xi măng 31 3.1.2 Cốt liệu cát 32 3.1.3 Nước 34 3.2 Thành phần cấp phối 34 3.3 Phương pháp tạo mẫu thí nghiệm 35 3.3.1 Phương pháp tạo mẫu 35 3.3.2 Phương pháp thí nghiệm 37 3.3.2.1 Nhào trộn đúc mẫu 37 3.3.2.2 Thí nghiệm xác định độ lưu động cấp phối 39 3.3.2.3 Thí nghiệm xác định cường độ chịu uốn 40 3.3.2.4 Thí nghiệm xác định cường độ chịu nén 41 Chương 4: KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM VÀ ĐÁNH GIÁ 43 4.1 Xác định độ lưu động hỗn hợp vữa tươi 43 4.2 Xác định cường độ chịu nén cường độ chịu uốn mẫu vữa 45 4.3 Xác định khối lượng thể tích hỗn hợp vữa tươi 47 4.4 Các yếu tố ảnh hưởng đến tính cơng tác, khả giữ hình dạng cường độ khối in 3D 48 4.4.1 Hàm lượng chất kết dính có cấp phối 48 4.4.2 Tỷ lệ Nước/ Chất kết dính cấp phối 48 4.4.3 Tốc độ rải lớp in 3D 49 4.4.4 Thời gian rải lớp in 3D 50 4.4.5 Vệ sinh đương ống thiết bị in 3D 50 4.5 Áp dụng công nghệ in 3D để tạo kết cấu tường chịu lực 50 Chương 5: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI 52 5.1 Kết luận 52 5.2 Hướng phát triển đề tài 53 TÀI LIỆU THAM KHẢO 54 DANH MỤC HÌNH ẢNH Chương 1: TỔNG QUAN Hình 1.1 Công nghệ in 3D lĩnh vực chế tạo sản phẩm từ nhựa 12 Hình 1.2 Ứng dụng cơng nghệ in 3D lĩnh vực xây dựng 14 Chương 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT Hình 2.1 Cơng nghệ in 3D ngành công nghiệp chế tạo 20 Hình 2.2 Ứng dụng cơng nghệ in 3D lĩnh vực xây dựng 23 Hình 2.3 Ngơi nhà in 3D dành cho nhóm người thu nhập thấp Mỹ năm 2018 24 Hình 2.4 Biệt thự xây dựng công nghệ in 3D – Winsun 26 Hình 2.5 Ảnh hương khả xây lớp vữa cho công nghệ in 3D 28 Chương 3: NGUYÊN VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM Hình 3.1 Xi măng PCB40 - Phúc Sơn 31 Hình 3.2 Cát sử dụng thí nghiệm 33 Hình 3.3 Biểu đồ thành phần hạt cát thí nghiệm 34 Hình 3.4 Thiết bị đùn ép vữa rải phục cho in 3D 36 Hình 3.5 Hình dáng tạo mẫu lớp vữa sau in 36 Hình 3.6 Quá trình đẩy vữa khỏi đầu in tạo nên lớp in 3D 37 Hình 3.7 Các lớp in rải chồng lên 38 Hình 3.8 Khối in sau khô 38 Hình 3.9 Thí nghiệm xác định độ lưu động hỗn hợp 40 Hình 3.10 Mẫu vữa thí nghiệm uốn, nén 40 Hình 3.11 Thí nghiệm xác định cường độ chịu uốn 41 Hình 3.12 Thí nghiệm xác định cường độ chịu nén 42 Chương 4: KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM VÀ ĐÁNH GIÁ Hình 4.1 Độ lưu động theo phương pháp bàn dằn cho cấp phối 44 Hình 4.2 Cường độ chịu nén theo cấp phối 45 Hình 4.3 Cường độ chịu uốn theo cấp phối 46 Hình 4.4 Khối lượng thể tích theo cấp phối 47 Hình 4.5 Hỗn hợp vữa bị khơ tạo nhiều vết đứt đoạn bề mặt lớp in 49 Hình 4.6 Các điểm đùn vữa tốc độ rải không 49 Hình 4.7 Chiều cao lớp tường chịu lực in 3D 50 Hình 4.8 Kết cấu tường chịu lực in 3D sau in 51 Hình 4.9 Kết cấu tường chịu in 3D sau đóng rắn 51 Chương 5: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI DANH MỤC BẢNG BIỂU Chương 1: TỔNG QUAN Chương 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT Chương 3: NGUYÊN VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM Bảng 3.1 Thông số kỹ thuật xi măng Phúc Sơn PCB40 32 Bảng 3.2 Lượng sót tích lũy thành phần hạt cát sử dụng thí nghiệm 33 Bảng 3.3 Thành phần cấp phối in 3D 35 Chương 4: KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM VÀ ĐÁNH GIÁ Bảng 4.1 Kết thí nghiệm xác định độ lưu động hỗn hợp vữa tươi 43 Bảng 4.2 Kết cường độ chịu nén cường độ chịu uốn theo cấp phối 45 Bảng 4.3 Kết khối lượng thể tích hỗn hợp vữa theo cấp phối 47 Chương 5: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐH SƯ PHẠM KỸ THUẬT TPHCM THÔNG TIN KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI Thông tin chung: - Tên đề tài: Xác định yêu cầu thiết kế thành phần cấp phối đáp ứng u cầu tính cơng tác vật liệu xây dựng phục vụ in 3D - Chủ nhiệm đề tài: Trần Duy Trình Mã số SV: 18149189 - Lớp: 18149CL1B Khoa: Chất lượng cao - Thành viên đề tài: Stt Họ tên MSSV Lớp Khoa Trần Duy Trình 18149189 18149CL1B Chất lượng cao Nguyễn Đình Quý 18149155 18149CL1B Chất lượng cao Nguyễn Thành Tín 18149183 18149CL1B Chất lượng cao Nguyễn Đức Hiếu 18149087 18149CL1B Chất lượng cao - Người hướng dẫn: PGS.TS Phan Đức Hùng Mục tiêu đề tài: Đề tài nghiên cứu thiết kế cấp phối vữa phục vụ cho công nghệ in 3D Với mục tiêu đảm bảo độ linh động, tính cơng tác hỗn hợp q trình nhào trộn in 3D, đồng thời, sau in lớp in nhanh chóng hóa rắn, khơng bị thay đổi hình dạng, khơng bị hư hỏng, đứt gãy hình thành cường độ tốt để đảm bảo khối in khơng bị biến dạng Tính sáng tạo: Hoàn thành thiết kế thành phần cấp phối vữa cho cơng nghệ in 3D, góp phần đa dạng hóa tính ứng dụng cơng nghệ in 3D vào lĩnh vực xây dựng Sản phẩm sản xuất, chế tạo thi cơng máy móc, hạn chế nhân cơng thi cơng Ngồi ra, việc ứng dụng công nghệ in 3D vào chế tạo sản phẩm đúc sẵn cịn góp phần đa dạng hóa công nghệ sản xuất cấu kiện đúc sẵn ngành xây dựng Tạo hướng nghiên cứu ngành xây dựng liên quan đến cộng nghiệp xây dựng tự động thời đại Nâng cao chất lượng đào tạo nhân lực thông qua tham gia người học dự án liên quan đến công nghệ 3D, đáp ứng tốc độ hội nhập cơng nghệ xây dựng từ nước tiên tiến Đóng góp kết thực nghiệm vào nguồn tài liệu, hỗ trợ cho công tác nghiên cứu lĩnh vực Kết nghiên cứu: Đề tài tập trung nghiên cứu yêu cầu thiết kế thành phần cấp phối cấp phối phục vụ công nghệ in 3D cho hỗn hợp đảm bảo tính cơng tác tốt, đóng rắn tốt thi cơng chế tạo Sản phẩm vữa tạo đạt yêu cầu tính cơng tác, độ ổn định hình dáng Từ phát triển cơng nghệ in 3D, tạo kết cấu cấu kiện thay phần cho công tác vữa truyền thống, giúp giảm nhân công ảnh hưởng thi công tay Đóng góp mặt giáo dục đào tạo, kinh tế - xã hội, an ninh, quốc phòng khả áp dụng đề tài: Đối với giáo dục đào tạo: - Tạo hướng nghiên cứu ngành xây dựng liên quan đến cộng nghiệp xây dựng tự động thời đại công nghiêp 4.0 - Nâng cao chất lượng đào tạo nhân lực thông qua tham gia người học dự án liên quan đến công nghệ 3D, đáp ứng tốc độ hội nhập công nghệ xây dựng từ nước tiên tiến - Đóng góp kết thực nghiệm vào nguồn tài liệu, hỗ trợ cho công tác nghiên cứu lĩnh vực Đối với lợi ích kinh tế - xã hội: Hình 3.12 Thí nghiệm xác định cường độ chịu nén 42 Chương 4: KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM VÀ ĐÁNH GIÁ Đề tài thực rải lớp in 3D theo cấp phối khác nhau, bên cạnh đề tài thực lấy mẫu, đo độ lưu động đúc thành mẫu có kích thước 40x40x160mm để tiến hành xác định giá trị cường độ chịu uốn cường độ chịu nén mẫu 4.1 Xác định độ lưu động hỗn hợp vữa tươi Độ lưu động vữa tươi thí nghiệm xác định phương pháp bàn dằn cách đo đường kính mẫu vữa sau dằn bàn dằn thực theo TCVN 3121-2003: Vữa xây dựng – Phương pháp thử Bảng 4.1 Kết thí nghiệm xác định độ lưu động hỗn hợp vữa tươi Xi măng Nước Cát Độ lưu động (g) (g) (g) (cm) CP1 6120 2260 5020 16.5 CP2 4896 1718 5020 14.3 CP3 4284 1550 5020 15.25 CP4 3672 1322 5020 16.0 Cấp phối 43 Hình 4.1 Độ lưu động theo phương pháp bàn dằn cho cấp phối Kết thí nghiệm xác định độ lưu động hỗn hợp vữa theo phương pháp bàn dằn cho cấp phối CP1, CP2, CP3, CP4 16.5cm, 14.3cm, 15.25cm 16cm Ở bốn cấp phối với độ lưu động dao động từ 14cm đến 16cm đảm bảo tính dễ chảy hỗn hợp theo phương pháp in 3D Độ lưu động hỗn hợp vữa tính chất quan trọng đảm bảo suất thi công chất lượng khối xây Độ lưu động hỗn hợp phụ thuộc nhiều vào nhiều yếu tố lượng nước, lượng chất kết dính xi măng có cấp phối Độ lưu động CP1 đạt giá trị cao với 16.5cm cấp phối có độ lưu động thấp với giá trị 14.3cm CP2 Như vậy, qua thí nghiệm cho thấy khả dễ chảy hỗn hợp cấp phối CP1 tác dụng trọng lượng thân rung động trình đúc mẫu cao Các thành phần nguyên vật liệu sau định lượng nhào trộn hỗn hợp vữa đảm bảo tính dễ chảy, phù hợp đùn vữa từ cối trộn đẩy vào đường ống dẫn vịi in mà khơng bị q khơ, vón cục hay ướt, chảy nhão Hỗn hợp vữa sau đẩy vịi in đảm bảo tính cơng tác giữ nguyên hình dáng sau in 44 Trong cấp phối nêu trên, cấp phối CP3 có tính công tác tốt dùng để in 3D cho cấu kiện tường in 3D 4.2 Xác định cường độ chịu nén cường độ chịu uốn mẫu vữa Xác định cường độ chịu nén cường độ chịu uốn mẫu vữa đóng rắn theo TCVN 3121-2003: Vữa xây dựng – Phương pháp thử Bảng 4.2 Kết cường độ chịu nén theo cấp phối Cấp Cường độ chịu nén Cường độ chịu uốn phối (N/mm2) (N/mm2) CP1 42.59 1.075 CP2 53.7 0.844 CP3 51.53 1.140 CP4 50.22 1.194 Hình 4.2 Cường độ chịu nén theo cấp phối 45 Cường độ chịu nén cho cấp phối CP1, CP2, CP3, CP4 42.59, 53.7, 51.53 50.22 N/mm2 Cấp phối CP2 có cường độ chịu nén cao 53.7 N/mm2 CP1 có giá trị cường độ chịu nén thấp 42.59 N/mm2 Cấp phối CP2 có cường độ chịu nén cao cho thấy giảm 20% hàm lượng xi măng so với cấp phối CP1 tỷ lệ Nước/Xi măng 0.35 cấp phối đạt kết tối ưu cường độ chịu nén mẫu vữa Với lượng xi măng lượng nước phù hợp có cấp phối tỷ lệ phối trộn hợp lý mẫu vữa tạo có độ đặc tốt, đạt cường độ cao Hình 4.3 Cường độ chịu uốn theo cấp phối Cường độ chịu uốn cho cấp phối CP1, CP2, CP3, CP4 1.075, 0.844, 1.14 1.194 N/mm2 Cấp phối CP4 có cường độ chịu uốn cao 1.194 N/mm2 CP2 có giá trị cường độ chịu nén thấp 0.844 N/mm2 Cấp phối CP4 có cường độ chịu nén cao cho thấy giảm 40% hàm lượng xi măng so với cấp phối CP1 tỷ lệ Nước/Xi măng 0.36 cấp phối đạt kết tối ưu cường độ chịu uốn mẫu vữa 46 4.3 Xác định khối lượng thể tích hỗn hợp vữa tươi Khối lượng thể tích hỗn hợp vữa tươi xác định dựa vào tỷ số khối lượng thể tích xác định của mẫu vữa tươi theo TCVN 3121-2003: Vữa xây dựng – Phương pháp thử Bảng 4.3 Khối lượng thể tích hỗn hợp vữa tươi theo cấp phối Cấp phối 𝑚1 ( khối lượng 𝑚2 ( khối lượng V (thể tích bình KLTT hỗn hợp bình), g bình+vữa), g đong), l vữa (kg/𝑚3 ) CP1 1452 3549 2097 CP2 1451 3577 2126 CP3 1665 3814 2149 CP4 1496 3684 2188 Hình 4.4 Khối lượng thể tích theo cấp phối 47 Khối lượng thể tích hỗn hợp vữa tươi cho cấp phối CP1, CP2, CP3, CP4 2097, 2126, 2149 2188 kg/m3 Cấp phối CP4 có khối lượng thể tích lớn 2188 kg/m3 CP1 có giá trị khối lượng thể tích thấp 2097 kg/m3 Cấp phối CP4 có khối lượng thể tích lớn cho thấy giảm 40% hàm lượng xi măng so với cấp phối CP1 tỷ lệ Nước/Xi măng 0.36 lượng cát cấp phối chiếm nhiều khiến khối lượng thể tích hỗn hợp vữa tươi tăng lớn 4.4 Các yếu tố ảnh hưởng đến tính cơng tác, khả giữ hình dạng, cường độ khối in 3D 4.4.1 Hàm lượng chất kết dính có cấp phối Chất kết dính đóng vai trị quan trọng cơng nghệ in 3D hỗn hợp vừa in phải đảm bảo nhanh chóng hình thành cường độ để tiếp tục gánh đỡ tải trọng lớp in bên Chính hàm lượng chất kết dính, cụ thể xi măng tồn bên cấp phối thông thường lớn, chiếm đến 50% tổng khối lượng hỗn hợp vữa tươi Đề tài nghiên cứu thay đổi hàm lượng xi măng từ 36.67% đến 45.67% cho lớp in cho hàm lượng xi măng giảm bớt để tiết kiệm chi phí đảm bảo khả chịu lực sản phẩm Kết đạt đề tài cấp phối nhiều xi măng hỗn hợp nhanh đóng rắn chịu lực tốt cho lớp in Tuy nhiên khuyết điểm hỗn hợp nhanh khơ khiến q trình in diễn khó khăn dễ bị vón cục 4.4.2 Tỷ lệ Nước/Chất kết dính có cấp phối Tỷ lệ Nước/Chất kết dính mà đề tài thiết kế cấp phối dao động từ 0.36 đến 0.40 với yêu cầu hỗn hợp đảm bảo tính cơng tác tốt khơng q nhão hay chảy dẻo, giúp cho q trình in 3D diễn thuận lợi Nếu tỷ lệ Nước/Chất kết dính, cụ thể tỷ lệ Nước/Xi măng lớn gây nhão hỗn hợp in bị mở rộng bề rộng lớp in gây giảm chiều dày lớp in Ngược lại, tỷ lệ Nước/Xi măng thấp q trình in diễn khó khăn, chí khơng in hỗn hợp vữa không đủ độ lưu động để đùn vữa khỏi đầu in, gây 48 tình trạng vón cục, tắc nghẽn hay xuất nhiều vết nứt, vết đứt đoạn xung quanh rìa lớp in Hình 4.5 Hỗn hợp vữa bị khô tạo nhiều vết đứt đoạn bề mặt lớp in 4.4.3 Tốc độ rải lớp in 3D Tốc độ rải ảnh hưởng nhiều đến hình dáng lớp in Nếu tốc độ rải nhanh khiến lớp in bị đứt đoạn ngược lại, tốc độ chậm gây nên tình trạng đùn vữa nhiều vị trí lớp in Hình 4.6 Các điểm đùn vữa tốc độ rải không 49 4.4.4 Thời gian rải lớp in 3D Thời gian rải lâu lớp in hình thành cường độ tốt Tuy nhiên thời gian rải lâu hỗn hợp vữa nhanh chóng bị khơ vón cục, gây tắc nghẽn đường ống vịi in, khơng đảm bảo tính cơng tác để rải cho lớp 4.4.5 Vệ sinh đường ống thiết bị in 3D Công tác vệ sinh thiết bị nhào trộn chứa đựng vữa, đường ống dẫn vữa đầu in quan trọng hỗn hợp vữa có xu hướng hóa rắn bên thiết bị Chính cần thường xun vệ sinh máy móc thiết bị để tránh tình trạng tắc nghẽn hay tính khơng đồng hỗn hợp q trình in 3D 4.5 Áp dụng công nghệ in 3D để tạo kết cấu tường chịu lực Đề tài dựa kết thí nghiệm độ lưu động, cường độ chịu lực khối lượng thể tích để lựa chọn cấp phối CP4 làm cấp phối in kết cấu tường D chịu lực với kích thước chiều dài, rộng, cao 90, 30, 26cm Hình 4.7 Chiều cao lớp tường chịu lực in 3D 50 Hình 4.8 Kết cấu tường chịu lực in 3D sau in Hình 4.9 Kết cấu tường chịu lực in 3D sau đóng rắn 51 Chương 5: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI 5.1 Kết luận Đề tài tập trung nghiên cứu yêu cầu thiết kế thành phần cấp phối cấp phối phục vụ công nghệ in 3D cho hỗn hợp đảm bảo tính cơng tác tốt, đóng rắn tốt thi cơng chế tạo Sản phẩm vữa tạo đạt u cầu tính cơng tác, độ ổn định hình dáng Từ phát triển cơng nghệ in 3D, tạo kết cấu cấu kiện thay phần cho công tác vữa truyền thống, giúp giảm nhân công ảnh hưởng thi công tay Ưu điểm kết nghiên cứu thời gian xây dựng rút ngắn (yếu tố thời gian) thơng qua hoạt động máy móc cắt giảm chi phí nhân cơng (yếu tố nhân lực) thơng qua mơ hình tự động hóa Bên cạnh công nghệ in 3D không tạo nguyên liệu thừa (yếu tố vật tư) hay hao hụt so với phương pháp xây dựng truyền thống hết chi phí cho ván khn (yếu tố kỹ thuật thi cơng) kể xây dựng trường hay nhà máy sản xuất vữa đúc sẵn Khi cơng trình kiểm sốt thơng qua máy tình, việc đánh giá dự án (yếu tố vận hành - quản lý) kiểm soát chặc chẽ ngân sách tiến độ Tuy nhiên nhược điểm yêu cầu cơng nghệ địi hỏi phải thiết kế cấp phối đáp ứng tốt tính linh động, tính cơng tác hỗn hợp hồn tồn đùn tốt khỏi vịi in, khơng bị tắc nghẽn, vón cục hay chảy nhão Bên cạnh thời gian rải cho lớp in ảnh hưởng lớn đến hình dáng lớp in, khối in, khả xếp lớp nhiều lớp in khác Ngoài ra, xáo trộn trình in thay đổi vật liệu lớp vữa không đồng ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng sản phẩm in Đề tài nghiên cứu đẩy mạnh sáng tạo đa dạng sản phẩm công nghệ 3D ngành xây dựng: khơng phụ thuộc vào hình dạng ván khuôn, tạo hội sáng tạo cho cơng trình, cấu kiện có nhiều hình dạng phức tạp mà phương pháp truyền thống khó khơng thể thực Thân thiện mơi trường an tồn cho người lao động yếu tố đặc biệt bật công nghệ in 3D Việc ứng dụng công nghệ kết hợp với việc sử dụng nguồn 52 vật liệu địa phương, đáp ứng phù hợp cơng trình tạo môi trường chất lượng sống nâng cao 5.2 Hướng phát triển đề tài Để hồn thiện đề tài tiếp tục nghiên cứu sâu chế hình thành cường độ loại vật liệu mà đề thí nghiệm liên quan đến thời gian rải lớp in tốc độ rải Bên cạnh đề tài tiếp tục giới hóa máy móc in 3D, khơng dừng lại thiết bị, dụng cụ thủ công mà dùng cánh tay robot lập trình, hệ thống cung cấp vữa, nhào trộn vật liệu hệ đùn vữa tạo áp để linh động xác so với thiết bị thủ công 53 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] A Guide to 3D Printing Materials https://store.hp.com/us/en/tech-takes/guide-to3d-printing-materials [1] The history of 3D printer: From rapid prototyping to additive fabrication, https://www.sculpteo.com/blog/2017/03/01/whos-behind-the-three-main-3d-printingtechnologies/ [2] Interview: Meet one of the 3D printing creators - Jean-Claude André, https://www.sculpteo.com/blog/2018/10/10/interview-meet-one-of-the-3d-printing-creatorsjean-claude-andre/ [3] 3D System is co-founded by Chuck Hull and becomes the first 3D printing company in the world, https://www.3dsystems.com/our-story [4] Peng Wu, (2016) A critical review of the use of 3-D printing in the construction industry [5] Rouhana, C M., Aoun, M S., Faek, F S., Eljazzar, M S., & Hamzeh, F R (2014) The reduction of construction duration by implementing contour crafting (3D printing) In Proceedings of the 22nd Annual Conference of the International Group for Lean Construction: Understanding and Improving Project Based Production (IGLC) (pp.10311042) The International Group for Lean Construction Oslo, Norway [6] Peng Feng (2015), Xinmiao Meng, Jian-Fei Chen, Lieping Ye, Mechanical properties of structures 3D printed with cementitious powders [7] Le, T T., Austin, S A., Lim, S., Buswell, R A., Law, R., Gibb, A G., & Thorpe, T (2012) Hardened properties of high-performance printing concrete Cement and Concrete Research, 42(3), 558-566 54 [8] K B Khoshnevis, (2004), Automated construction by contour crafting – related robotics and information technologies, Autom Constr 13 (1), 5–19 [9] B Nematollahi, M Xia, J Sanjayan, (2017), Current progress of 3D concrete printing technologies, Proc 34th Int Symp Autom Robot Constr, 260–267 [10] B Nematollahi, P Vijay, J Sanjayan, A Nazari, M Xia, V.N Nerella, V Mechtcherine, (2018), Effect of polypropylene fibre addition on properties of geopolymers made by 3D printing for digital construction, Materials (Basel) 11 (12) [11] I Farina, F Fabbrocino, G Carpentieri, M Modano, A Amendola, R Goodall, L Feo, F Fraternali, (2016), On the reinforcement of cement mortars through 3D printed polymeric and metallic fibers, Compos Part B Eng 90, 76–85 55 ... BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CỦA SINH VIÊN XÁC ĐỊNH YÊU CẦU VÀ THIẾT KẾ THÀNH PHẦN CẤP PHỐI ĐÁP ỨNG CÁC YÊU CẦU VỀ TÍNH CƠNG TÁC CỦA VẬT LIỆU XÂY DỰNG PHỤC VỤ IN 3D Mã số đề tài:... TPHCM THÔNG TIN KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI Thông tin chung: - Tên đề tài: Xác định yêu cầu thiết kế thành phần cấp phối đáp ứng u cầu tính cơng tác vật liệu xây dựng phục vụ in 3D - Chủ nhiệm... VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐH SƯ PHẠM KỸ THUẬT TPHCM BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CỦA SINH VIÊN XÁC ĐỊNH YÊU CẦU VÀ THIẾT KẾ THÀNH PHẦN CẤP PHỐI ĐÁP ỨNG CÁC U CẦU VỀ TÍNH CƠNG TÁC CỦA VẬT

Ngày đăng: 07/01/2022, 15:28

Nguồn tham khảo

Tài liệu tham khảo Loại Chi tiết
[1] A Guide to 3D Printing Materials. https://store.hp.com/us/en/tech-takes/guide-to-3d-printing-materials Sách, tạp chí
Tiêu đề: A Guide to 3D Printing Materials
[1] The history of 3D printer: From rapid prototyping to additive fabrication, https://www.sculpteo.com/blog/2017/03/01/whos-behind-the-three-main-3d-printing-technologies/ Sách, tạp chí
Tiêu đề: The history of 3D printer: From rapid prototyping to additive fabrication
[2] Interview: Meet one of the 3D printing creators - Jean-Claude André, https://www.sculpteo.com/blog/2018/10/10/interview-meet-one-of-the-3d-printing-creators-jean-claude-andre/ Sách, tạp chí
Tiêu đề: Interview: Meet one of the 3D printing creators - Jean-Claude André
[3] 3D System is co-founded by Chuck Hull and becomes the first 3D printing company in the world, https://www.3dsystems.com/our-story Sách, tạp chí
Tiêu đề: 3D System is co-founded by Chuck Hull and becomes the first 3D printing company in the world
[7] Le, T. T., Austin, S. A., Lim, S., Buswell, R. A., Law, R., Gibb, A. G., & Thorpe, T. (2012). Hardened properties of high-performance printing concrete. Cement and Concrete Research, 42(3), 558-566 Sách, tạp chí
Tiêu đề: Hardened properties of high-performance printing concrete. Cement and Concrete Research
Tác giả: Le, T. T., Austin, S. A., Lim, S., Buswell, R. A., Law, R., Gibb, A. G., & Thorpe, T
Năm: 2012
[8] K B. Khoshnevis, (2004), Automated construction by contour crafting – related robotics and information technologies, Autom. Constr. 13 (1), 5–19 Sách, tạp chí
Tiêu đề: Automated construction by contour crafting – related robotics and information technologies
Tác giả: K B. Khoshnevis
Năm: 2004
[9] B. Nematollahi, M. Xia, J. Sanjayan, (2017), Current progress of 3D concrete printing technologies, Proc. 34th Int. Symp. Autom. Robot. Constr, 260–267 Sách, tạp chí
Tiêu đề: Current progress of 3D concrete printing technologies
Tác giả: B. Nematollahi, M. Xia, J. Sanjayan
Năm: 2017
[11] I. Farina, F. Fabbrocino, G. Carpentieri, M. Modano, A. Amendola, R. Goodall, L. Feo, F. Fraternali, (2016), On the reinforcement of cement mortars through 3D printed polymeric and metallic fibers, Compos. Part B Eng. 90, 76–85 Sách, tạp chí
Tiêu đề: On the reinforcement of cement mortars through 3D printed polymeric and metallic fibers
Tác giả: I. Farina, F. Fabbrocino, G. Carpentieri, M. Modano, A. Amendola, R. Goodall, L. Feo, F. Fraternali
Năm: 2016
[4] Peng Wu, (2016) A critical review of the use of 3-D printing in the construction industry Khác
[6] Peng Feng (2015), Xinmiao Meng, Jian-Fei Chen, Lieping Ye, Mechanical properties of structures 3D printed with cementitious powders Khác
[10] B. Nematollahi, P. Vijay, J. Sanjayan, A. Nazari, M. Xia, V.N. Nerella, V Khác

HÌNH ẢNH LIÊN QUAN

Hình 1.1. Công nghệ in 3D trong lĩnh vực chế tạo các sản phẩm từ nhựa [1] Có rất nhiều thuật ngữ khác nhau được dùng để khái niệm về Công nghệ in 3D, bên cạnh những tên khác như Công nghệ sản xuất đắp dần, Công nghệ tạo mẫu nhanh, Công nghệ chế tạo nhan - Xác định yêu cầu và thiết kế thành phần cấp phối đáp ứng các yêu cầu về tính công tác của vật liệu xây dựng phục vụ in 3d
Hình 1.1. Công nghệ in 3D trong lĩnh vực chế tạo các sản phẩm từ nhựa [1] Có rất nhiều thuật ngữ khác nhau được dùng để khái niệm về Công nghệ in 3D, bên cạnh những tên khác như Công nghệ sản xuất đắp dần, Công nghệ tạo mẫu nhanh, Công nghệ chế tạo nhan (Trang 13)
Hình 1.2. Ứng dụng công nghệ 3D trong lĩnh vực xây dựng - Xác định yêu cầu và thiết kế thành phần cấp phối đáp ứng các yêu cầu về tính công tác của vật liệu xây dựng phục vụ in 3d
Hình 1.2. Ứng dụng công nghệ 3D trong lĩnh vực xây dựng (Trang 15)
Hình 2.1. Công nghệ in 3D trong ngành công nghiệp chế tạo - Xác định yêu cầu và thiết kế thành phần cấp phối đáp ứng các yêu cầu về tính công tác của vật liệu xây dựng phục vụ in 3d
Hình 2.1. Công nghệ in 3D trong ngành công nghiệp chế tạo (Trang 21)
 In thành các phần độc lập hoặc để lắp ráp (Hình 4a). - Xác định yêu cầu và thiết kế thành phần cấp phối đáp ứng các yêu cầu về tính công tác của vật liệu xây dựng phục vụ in 3d
n thành các phần độc lập hoặc để lắp ráp (Hình 4a) (Trang 24)
Hình 2.3. Ngôi nhà in 3D dành cho nhóm người thu nhập thấp tại Mỹ năm 2018 - Xác định yêu cầu và thiết kế thành phần cấp phối đáp ứng các yêu cầu về tính công tác của vật liệu xây dựng phục vụ in 3d
Hình 2.3. Ngôi nhà in 3D dành cho nhóm người thu nhập thấp tại Mỹ năm 2018 (Trang 25)
Hình 2.4. Biệt thự xây bằng công nghệ in 3D – WinSun [12] - Xác định yêu cầu và thiết kế thành phần cấp phối đáp ứng các yêu cầu về tính công tác của vật liệu xây dựng phục vụ in 3d
Hình 2.4. Biệt thự xây bằng công nghệ in 3D – WinSun [12] (Trang 27)
Hình 2.5. Ảnh hưởng của khả năng xây của các lớp vữa cho công nghệ in 3D [13] - Xác định yêu cầu và thiết kế thành phần cấp phối đáp ứng các yêu cầu về tính công tác của vật liệu xây dựng phục vụ in 3d
Hình 2.5. Ảnh hưởng của khả năng xây của các lớp vữa cho công nghệ in 3D [13] (Trang 29)
Hình 3.1. Xi măng PCB4 0- Phúc Sơn - Xác định yêu cầu và thiết kế thành phần cấp phối đáp ứng các yêu cầu về tính công tác của vật liệu xây dựng phục vụ in 3d
Hình 3.1. Xi măng PCB4 0- Phúc Sơn (Trang 32)
Xi măng Phúc Sơn PCB40 có các thông số kỹ thuật như Bảng 3.1. - Xác định yêu cầu và thiết kế thành phần cấp phối đáp ứng các yêu cầu về tính công tác của vật liệu xây dựng phục vụ in 3d
i măng Phúc Sơn PCB40 có các thông số kỹ thuật như Bảng 3.1 (Trang 33)
Hình 3.2. Cát sử dụng trong thí nghiệm - Xác định yêu cầu và thiết kế thành phần cấp phối đáp ứng các yêu cầu về tính công tác của vật liệu xây dựng phục vụ in 3d
Hình 3.2. Cát sử dụng trong thí nghiệm (Trang 34)
Hình 3.3. Biểu đồ thành phần hạt cát dùng trong thí nghiệm - Xác định yêu cầu và thiết kế thành phần cấp phối đáp ứng các yêu cầu về tính công tác của vật liệu xây dựng phục vụ in 3d
Hình 3.3. Biểu đồ thành phần hạt cát dùng trong thí nghiệm (Trang 35)
Hình 3.5. Hình dáng tạo mẫu lớp vữa sau khi in - Xác định yêu cầu và thiết kế thành phần cấp phối đáp ứng các yêu cầu về tính công tác của vật liệu xây dựng phục vụ in 3d
Hình 3.5. Hình dáng tạo mẫu lớp vữa sau khi in (Trang 37)
Hình 3.4. Thiết bị đùn ép vữa rải phục vụ cho in 3D - Xác định yêu cầu và thiết kế thành phần cấp phối đáp ứng các yêu cầu về tính công tác của vật liệu xây dựng phục vụ in 3d
Hình 3.4. Thiết bị đùn ép vữa rải phục vụ cho in 3D (Trang 37)
Hình 3.6. Quá trình đẩy vữa ra khỏi đầu in tạo nên lớp in 3D - Xác định yêu cầu và thiết kế thành phần cấp phối đáp ứng các yêu cầu về tính công tác của vật liệu xây dựng phục vụ in 3d
Hình 3.6. Quá trình đẩy vữa ra khỏi đầu in tạo nên lớp in 3D (Trang 38)
sẽ bị ảnh hưởng rất nhiều đến công tác tạo hình lớp in. Áp lực đùn vữa để in nằm trong khoảng 700N đến 800N, tốc độ vòi in là 50 mm/s - Xác định yêu cầu và thiết kế thành phần cấp phối đáp ứng các yêu cầu về tính công tác của vật liệu xây dựng phục vụ in 3d
s ẽ bị ảnh hưởng rất nhiều đến công tác tạo hình lớp in. Áp lực đùn vữa để in nằm trong khoảng 700N đến 800N, tốc độ vòi in là 50 mm/s (Trang 39)
Hình 3.8. Khối in sau khi khô - Xác định yêu cầu và thiết kế thành phần cấp phối đáp ứng các yêu cầu về tính công tác của vật liệu xây dựng phục vụ in 3d
Hình 3.8. Khối in sau khi khô (Trang 40)
Hình 3.9. Thí nghiệm xác định độ lưu động của hỗn hợp - Xác định yêu cầu và thiết kế thành phần cấp phối đáp ứng các yêu cầu về tính công tác của vật liệu xây dựng phục vụ in 3d
Hình 3.9. Thí nghiệm xác định độ lưu động của hỗn hợp (Trang 41)
Hình 3.10. Mẫu vữa thí nghiệm uốn, nén - Xác định yêu cầu và thiết kế thành phần cấp phối đáp ứng các yêu cầu về tính công tác của vật liệu xây dựng phục vụ in 3d
Hình 3.10. Mẫu vữa thí nghiệm uốn, nén (Trang 41)
Hình 3.11. Thí nghiệm xác định cường độ chịu uốn - Xác định yêu cầu và thiết kế thành phần cấp phối đáp ứng các yêu cầu về tính công tác của vật liệu xây dựng phục vụ in 3d
Hình 3.11. Thí nghiệm xác định cường độ chịu uốn (Trang 42)
Hình 3.12. Thí nghiệm xác định cường độ chịu nén - Xác định yêu cầu và thiết kế thành phần cấp phối đáp ứng các yêu cầu về tính công tác của vật liệu xây dựng phục vụ in 3d
Hình 3.12. Thí nghiệm xác định cường độ chịu nén (Trang 43)
Bảng 4.1. Kết quả thí nghiệm xác định độ lưu động của hỗn hợp vữa tươi Cấp phối Xi măng - Xác định yêu cầu và thiết kế thành phần cấp phối đáp ứng các yêu cầu về tính công tác của vật liệu xây dựng phục vụ in 3d
Bảng 4.1. Kết quả thí nghiệm xác định độ lưu động của hỗn hợp vữa tươi Cấp phối Xi măng (Trang 44)
Hình 4.1. Độ lưu động theo phương pháp bàn dằn cho từng cấp phối - Xác định yêu cầu và thiết kế thành phần cấp phối đáp ứng các yêu cầu về tính công tác của vật liệu xây dựng phục vụ in 3d
Hình 4.1. Độ lưu động theo phương pháp bàn dằn cho từng cấp phối (Trang 45)
Bảng 4.2. Kết quả cường độ chịu nén theo từng cấp phối Cấp - Xác định yêu cầu và thiết kế thành phần cấp phối đáp ứng các yêu cầu về tính công tác của vật liệu xây dựng phục vụ in 3d
Bảng 4.2. Kết quả cường độ chịu nén theo từng cấp phối Cấp (Trang 46)
Hình 4.3. Cường độ chịu uốn theo từng cấp phối - Xác định yêu cầu và thiết kế thành phần cấp phối đáp ứng các yêu cầu về tính công tác của vật liệu xây dựng phục vụ in 3d
Hình 4.3. Cường độ chịu uốn theo từng cấp phối (Trang 47)
Bảng 4.3. Khối lượng thể tích hỗn hợp vữa tươi theo từng cấp phối Cấp phối - Xác định yêu cầu và thiết kế thành phần cấp phối đáp ứng các yêu cầu về tính công tác của vật liệu xây dựng phục vụ in 3d
Bảng 4.3. Khối lượng thể tích hỗn hợp vữa tươi theo từng cấp phối Cấp phối (Trang 48)
Hình 4.5. Hỗn hợp vữa bị khô tạo nhiều vết đứt đoạn trên bề mặt lớp in - Xác định yêu cầu và thiết kế thành phần cấp phối đáp ứng các yêu cầu về tính công tác của vật liệu xây dựng phục vụ in 3d
Hình 4.5. Hỗn hợp vữa bị khô tạo nhiều vết đứt đoạn trên bề mặt lớp in (Trang 50)
Tốc độ rải ảnh hưởng rất nhiều đến hình dáng lớp in. Nếu tốc độ rải quá nhanh khiến lớp in bị đứt đoạn và ngược lại, nếu tốc độ chậm sẽ gây nên tình trạng đùn vữa tại nhiều vị trí của lớp in - Xác định yêu cầu và thiết kế thành phần cấp phối đáp ứng các yêu cầu về tính công tác của vật liệu xây dựng phục vụ in 3d
c độ rải ảnh hưởng rất nhiều đến hình dáng lớp in. Nếu tốc độ rải quá nhanh khiến lớp in bị đứt đoạn và ngược lại, nếu tốc độ chậm sẽ gây nên tình trạng đùn vữa tại nhiều vị trí của lớp in (Trang 50)
Thời gian rải lâu thì các lớp in sẽ hình thành cường độ tốt hơn. Tuy nhiên nếu thời gian rải quá lâu thì hỗn hợp vữa sẽ nhanh chóng bị khô và vón cục, gây tắc nghẽn đường ống và vòi in, không đảm bảo tính công tác để rải cho các lớp tiếp theo - Xác định yêu cầu và thiết kế thành phần cấp phối đáp ứng các yêu cầu về tính công tác của vật liệu xây dựng phục vụ in 3d
h ời gian rải lâu thì các lớp in sẽ hình thành cường độ tốt hơn. Tuy nhiên nếu thời gian rải quá lâu thì hỗn hợp vữa sẽ nhanh chóng bị khô và vón cục, gây tắc nghẽn đường ống và vòi in, không đảm bảo tính công tác để rải cho các lớp tiếp theo (Trang 51)
Hình 4.8. Kết cấu tường chịu lực in 3D sau khi in - Xác định yêu cầu và thiết kế thành phần cấp phối đáp ứng các yêu cầu về tính công tác của vật liệu xây dựng phục vụ in 3d
Hình 4.8. Kết cấu tường chịu lực in 3D sau khi in (Trang 52)
Hình 4.9. Kết cấu tường chịu lực in 3D sau khi đã đóng rắn - Xác định yêu cầu và thiết kế thành phần cấp phối đáp ứng các yêu cầu về tính công tác của vật liệu xây dựng phục vụ in 3d
Hình 4.9. Kết cấu tường chịu lực in 3D sau khi đã đóng rắn (Trang 52)

TỪ KHÓA LIÊN QUAN

TÀI LIỆU CÙNG NGƯỜI DÙNG

TÀI LIỆU LIÊN QUAN

w