聚合物对水下3D打印建筑砂浆性能的影响.pdf

第 26 卷第 6 期2023 年 6 月建筑材料学报JOURNAL OF BUILDING MATERIALSVol.26，No.6Jun.，2023聚合物对水下3D打印建筑砂浆性能的影响杨钱荣1，2，*，邢昌祥2，赵宗志2，蒋正武1，2（1.同济大学 先进土木工程材料教育部重点实验室，上海 201804；2.同济大学 材料科学与工程学院，上海 201804）摘要：研究了乳胶粉、纤维素醚、淀粉醚掺量对水下 3D 打印建筑砂浆（3DPBM）流变性能、工作性能、抗分散性能以及力学性能的影响.结果表明：未掺乳胶粉或纤维素醚，以及淀粉醚掺量过高都会导致3DPBM无法在水下进行打印；同时掺加乳胶粉、纤维素醚和淀粉醚，3DPBM具有良好的工作性能、适宜的力学强度和水下抗分散性能；当乳胶粉掺量为 0.500%、纤维素醚掺量为 0.100%、淀粉醚掺量为 0.025%时，3DPBM 具有适宜的可操作时间，良好的水下抗分散性能，以及较高的水下强度和水下堆积高度.关键词：3D打印；聚合物；水下；性能中图分类号：TU528.01文献标志码：A doi：10.3969/j.issn.10079629.2023.06.014Effect of Polymers on Performance of Underwater 3D Printing Building MortarYANG Qianrong1，2，*，XING Changxiang2，ZHAO Zongzhi2，JIANG Zhengwu1，2（1.Key Laboratory of Advanced Civil Engineering Materials of Ministry of Education，Tongji University，Shanghai 201804，China；2.School of Materials Science and Engineering，Tongji University，Shanghai 201804，China）Abstract:The effects of latex powder（FX），cellulose ether（HM）and starch ether（KH）on rheological properties，working properties，antidispersant properties and mechanical properties of underwater 3D printing building mortar（3DPBM）were studied.The results show that 3DPBM cannot be printed underwater without FX or HM，or with too much KH.Mixed with FX，HM and KH together，3DPBM has good working performance，appropriate mechanical strength and underwater antidispersion performance.When the content of FX，HM and KH is 0.500%，0.100%and 0.025%respectively，3DPBM has suitable operational time，good underwater antidispersion property，and high underwater strength and underwater stacking height.Key words:3D printing；polymer；underwater；performance随着人类活动空间的不断拓展，人们的生产活动范围由陆地逐渐扩展至浅海乃至深海.开发利用海洋资源以及建造各种水下功能性建筑13，都离不开水下建筑施工技术的不断发展和完善.传统水下施工方法存在造价高、工期长、施工难度大等诸多问题46，以 3D打印为核心的水下智能建造技术可以为上述问题提供解决方案.随着 3D打印建筑技术的发展，国内外开始出现关于水下 3D打印混凝土的报道7.Mazhoud 等8通过添加纤维素醚减少了水下打印砂浆的孔隙率与渗透率，增强了其抗冲击性能，但随着打印速度的增加，其力学性能逐渐降低.Li等9利用海水与珊瑚沉积物在偏远地区实现了水下 3D打印，发挥了 3D打印技术快速、免模板施工、节约劳动力与材料成本的特有优势，但同时打印成型的砂浆也存在力学性能差等缺点.因此，为满足水下特殊的施工环境，亟须进一步研究水下 3D打印文章编号：10079629（2023）06067809收稿日期：20220720；修订日期：20220829基金项目：国家自然科学基金资助项目（51878480，52078369）第一作者（通讯作者）：杨钱荣（1965），男，上海人，同济大学副研究员，硕士生导师，博士.Email：第 6期杨钱荣，等：聚合物对水下 3D打印建筑砂浆性能的影响砂浆及混凝土的各项性能.课题组前期研究了抗分散剂对水下 3D 打印建筑砂浆（3DPBM）性能的影响，选用合适的抗分散剂，通过配合比优化设计，制备出了满足水下施工要求的 3DPBM10.本文进一步研究乳胶粉（FX）、纤维素 醚（HM）和 淀 粉 醚（KH）3 种 聚 合 物 对 水 下3DPBM 流变性能、工作性能、抗分散性能及力学性能的影响，为水下 3D打印砂浆及混凝土的设计与应用提供技术依据.1试验1.1原材料和配合比水泥采用太仓海螺水泥有限公司生产的 P 52.5 硅酸盐水泥，其 28 d 抗折强度和抗压强度分别为 10.8、53.2 MPa；矿粉采用上海宝田新型建筑材料有限公司提供的 S105 矿粉，其需水量比1）为 96%，28 d 活性指数为 107%；硅灰由上海天恺硅粉有限公司提供，其 SiO2含量为 87%，平均粒径为 0.150.20 m，比表面积为 15 00020 000 m2/kg，需水量比为 115%，28 d 活性指数为 106%；减水剂采用巴斯夫 Melflux系列白色粉末状聚羧酸减水剂；缓凝剂采用无色晶体状工业级柠檬酸；抗分散剂（UAD）由增稠剂、流化剂、凝结时间调节剂等复配自制而成；乳胶粉为醋酸乙烯酯/乙烯共聚可再分散乳胶粉；纤维素醚为白色粉末状羟丙基甲基纤维素，黏度为100 Pa s；淀粉醚为白色粉末，黏度为 800 mPa s；骨料采用粒径为0.150.25 mm的石英砂.表 1 为 水 下 3DPBM 的 基 础 配 合 比.水 下3DPBM主要由胶凝材料（水泥、矿粉、硅灰）、外加剂（减水剂、缓凝剂、抗分散剂、乳胶粉、纤维素醚、淀粉醚）及骨料等组分按一定质量比复合而成，外加剂掺量以胶凝材料的质量百分比计，水胶比为0.4，骨胶比为1.5.通过改变基础配合比中 3 种聚合物的掺量（以砂浆质量计），制备 9 组水下 3DPBM 试件，测试其各项性能.表 2为 9组水下 3DPBM 中 3种聚合物的掺量.1.2试验方法1.2.1基本物理力学性能凝结时间参照 GB/T 13462011 水泥标准稠度用水量、凝结时间、安定性检测方法 进行测试.抗折强度和抗压强度等性能参照GB/T 176712021 水泥胶砂强度检验方法（ISO法）进行测试.1.2.2工作性能参照文献 11 中的方法对水下 3DPBM 的凝结时间、挤出性能、打印性能等进行测试.挤出性能为单位时间挤出材料的质量，该值越高，水下 3DPBM的挤出性能越好；打印性能包括水下和陆上堆积高度两方面；堆积高度为打印材料在一定变形度内的有效堆积高度，垂直方向的堆积高度越高，水下3DPBM的堆积性能越好.1.2.3抗分散性能参照文献 10 中的方法测试水下 3DPBM 在水环境中的质量损失率和周围环境水域 pH值的变化，以表征其抗分散性能.质量损失率为浸水后与浸水前砂浆的质量之比；将 500 g砂浆分成 10份，从水面缓慢下落，静置 3 min后记录自砂浆加入水中 5、10、20、30 min时溶液的 pH值，精确至 0.01，pH值变化程度越小则砂浆的抗分散性能越好.1.2.4流变性能采用数字旋转黏度计对水下 3DPBM 的流变参数进行测试.选择合适的转子和测试程序进行测试，可以直接得到砂浆的流变参数信息，再将转子转速由低到高逐渐增加，当显示屏显示转子达到最大转速后再逐渐降低，由此得到 2 条剪切曲线，计算 2 条1）文中涉及的需水量比、水胶比等除特别指明外均为质量分数或质量比.表 1水下 3DP-BM 的基础配合比Table 1Basic mix proportion of underwater 3DP-BMw/%SampleR0Cement85.000Blast furnace slag10.000Silica fume5.000Water reducing admixture0.300Retarder0.060UAD2.000FX0.500HM0.100KH0.025表 29组水下 3DPBM 中 3种聚合物的掺量Table 2The dosages of three types of polymers in ninegroups of underwater 3DPBMw/%SampleA1A2A3B1B2B3C1C2C3FX01.0002.0000.5000.5000.5000.5000.5000.500HM0.1000.1000.10000.2000.3000.1000.1000.100KH0.0250.0250.0250.0250.0250.02500.0500.100679建筑材料学报第 26卷剪切曲线所围面积即可表征水下 3DPBM 触变性的大小；通过对式（1）所示的 Bingham 流体模型中曲线的线性拟合，还能得到水下 3DPBM 的临界剪切应力，即屈服应力（0）与塑性黏度（）等信息.=0+（1）式中：为剪切应力；为剪切速率.2结果与分析2.1乳胶粉掺量对水下3DPBM性能的影响2.1.1流变性能图 1为乳胶粉掺量对水下 3DPBM 触变性能和流变特性的影响.图 1（a）中的触变环面积反映了水下 3DPBM 的触变性能.由图 1（a）可见：未掺入乳胶粉时，水下3DPBM的剪切曲线所围面积为6 517.09 Pa/s，其触变性能最强；掺入 0.500%乳胶粉后，水下 3DPBM的剪切曲线所围面积为 4 342.92 Pa/s，其触变性能显 著 降 低；继 续 增 加 乳 胶 粉 的 掺 量 至 1.000%、2.000%时，水下 3DPBM 相应的剪切曲线所围面积为 940.60、1 257.43 Pa/s，其触变性能表现为先减弱后 逐 渐 增 强；当 乳 胶 粉 掺 量 为 1.000%时，水 下3DPBM 的触变性能最小.水下 3DPBM 的流变特性与 Bingham 流体模型的流变特性相符合.由图 1（b）可见：当乳胶粉掺量为 0%，0.500%，1.000%和2.000%时，水下 3DPBM 对应的屈服应力分别为338.52、176.71、275.53、236.22 Pa，未掺乳胶粉的砂浆存在较大的屈服应力，掺入 0.500%乳胶粉后屈服应力显著降低；随着乳胶粉掺量增加到 1.000%，水下 3DPBM 的屈服应力逐渐增大，继续加入乳胶粉掺量至 2.000%时，屈服应力又有所下降；当乳胶粉掺量为0.500%时，水下3DPBM的屈服应力最小.掺入乳胶粉后，水下3DPBM的触变性能和屈服应力都会显著降低，这是因为：乳胶粉颗粒的润滑作用减少了水下3DPBM的团聚效应；乳胶粉对空气的诱导效应增加了水下3DPBM的引气性，同时也改善了砂浆的和易性1213.然而，当继续增加乳胶粉含量时，水下 3DPBM 颗粒的稳定性会显著下降，从而降低其流变性能.此外，乳胶粉对水下 3DPBM 还具有相当的增稠效果.因而，需要合理控制乳胶粉在水下3DPBM中的掺量，以达到改善其流变性能的效果14.2.1.2工作性能图2为乳胶粉掺量对水下3DPBM凝结时间、挤出性能和打印性能的影响.由图 2（a）可见，随着乳胶粉掺量的增加，水下3DPBM的初凝时间和终凝时间都呈现逐渐增加的趋势，且在乳胶粉掺量增加到2.000%时，初凝时间和终凝时间达到最大值.研究表明 13，乳胶粉颗粒具有延缓水泥水化进程的作用，因此，掺入乳胶粉后水下3DPBM的凝结时间有所延长.由图2（b）可见：未掺乳胶粉的水下 3DPBM 无法挤出；掺入 0.500%的乳胶粉后，水下3DPBM的挤出性能得到了明显改善；当乳胶粉掺量增至 1.000%时，水下 3DPBM 的挤出性能基本维持不变；当乳胶粉掺量进一步增至2.000%时，水下3DPBM的挤出性能开始变差，这是由于此时打印砂浆的黏度和触变性能增加（见图1）所导致的.由图2（c）可见：未掺乳胶粉的3DPBM由于流动性较差，难以泵送挤出，因而无法进行打印堆积；3DPBM的陆上堆积高度随乳胶粉掺量的增加而增大，水下堆积高度与之相反，这是由于乳胶粉的缓凝作用不利于水下堆积，因此水下和陆上堆积高度呈现相反的变化趋势；当乳胶粉掺量为0.500%时，3DPBM的水下和陆上堆积高度比最大.图 1乳胶粉掺量对水下 3DPBM 触变性能和流变特性的影响Fig.1Effect of FX content on thixotropic properties and rheological characteristics of underwater 3DPBMs680第 6期杨钱荣，等：聚合物对水下 3D打印建筑砂浆性能的影响2.1.3抗分散性能表 3为乳胶粉掺量对水下 3DPBM 抗分散性能的 影 响.由 表 3 可 见：乳 胶 粉 的 掺 入 降 低 了 水 下3DPBM 的抗分散性能；随着乳胶粉掺量的逐渐加大，水下 3DPBM 的质量损失率和浸水后溶液的 pH值虽然在一定程度上有所降低，但数值上变化不大，对抗分散性能的影响较小.未掺乳胶粉的打印砂浆，虽然其各项流变性能参数（屈服应力、塑性黏度和触变性能）均有所提高，但由于其在水中易发生团聚，各组分间相互作用的黏结力较弱，容易产生分散现象，因而抗分散性能较差；掺入乳胶粉后，水下 3DPBM 颗粒的聚集状态得到改善，黏聚性得以加强，因而其抗分散性能有所增强.2.1.4力学性能图 3为乳胶粉掺量对水下 3DPBM 力学性能的影响.由图3（a）可见：随乳胶粉掺量的增加，3DPBM水、陆成型试件的 3 d 抗折强度均有所增加；龄期的延长对不同乳胶粉掺量下 3DPBM 的水、陆成型试件的抗折强度影响不大.由图 3（b）可见，3DPBM水、陆成型试件的抗压强度随乳胶粉掺量的增加逐渐降低，这可能是由于乳胶粉的引气作用增加了3DPBM的总孔隙率和平均孔径15，导致其抗压强度有所降低.由此可见：乳胶粉掺量过高不利于提高水下 3DPBM 的力学性能；适宜的乳胶粉掺量有利于3DPBM 水、陆成型试件抗折强度和抗压强度的提高，本试验适宜的乳胶粉掺量为 0.500%.2.2纤维素醚掺量对水下3DP-BM性能的影响2.2.1流变性能图 4 为纤维素醚掺量对水下 3DPBM 触变性能和流变特性的影响.由图 4（a）可见：当纤维醚掺量 为 0%、0.100%、0.200%和 0.300%时，水 下3DPBM 的剪切曲线所围面积为1 230.29、4 342.92、5 375.36、5 710.33 Pa/s；与 未 掺 纤 维 素 醚 的 水 下3DPBM相比，0.100%纤维素醚的掺入显著增强了水下 3DPBM 的触变性能；随着纤维素醚掺量的进一表 3乳胶粉掺量对水下 3DP-BM 抗分散性能的影响Table 3Effect of FX content on dispersion resistance of underwater 3DP-BMsSample A1R0A2A3Mass loss rate/%1.40.50.70.3pH value5 min9.969.849.849.6110 min9.979.869.899.6620 min10.019.879.919.7030 min10.039.899.929.77图 2乳胶粉掺量对水下 3DPBM 凝结时间、挤出性能和打印性能的影响Fig.2Effect of FX content on setting time，extrudability and printability of underwater 3DPBMs681建筑材料学报第 26卷步增加，水下 3DPBM 的触变性能逐渐增强.由图 4（b）可见：纤维素醚掺量为 0%，0.100%，0.200%和0.300%时，水下 3DPBM 对应的屈服应力分别为199.95、176.71、312.44、414.58 Pa；增加纤维素醚的掺量，水下 3DPBM 的屈服应力逐渐增大；根据线性拟合的结果，不同纤维素醚掺量的水下 3DPBM 与Bingham流体模型的流变特性相符合.2.2.2工作性能图 5 为纤维素醚掺量对水下 3DPBM 凝结时间、挤出性能和打印性能的影响.由图 5（a）可见，纤维素醚的掺入延长了水下 3DPBM 的凝结时间，其掺量越高，3DPBM 的初凝时间和终凝时间的延长更为显著，纤维素醚的缓凝作用与其分子结构中含有的脱水葡萄糖环结构有关16.由图 5（b）可见：未掺纤维素醚的水下 3DPBM 流动性较差，在管道中难以泵送挤出；掺入 0.100%的纤维素醚后，水下3DPBM 的挤出性能得到显著改善；继续增大纤维素醚掺量，水下 3DPBM 的屈服应力和触变性能随之增大，因而其挤出性能逐渐降低.由图 5（c）可见：未掺纤维素醚的 3DPBM 无法进行打印堆积，因此其水下和陆上堆积高度为 0；3DPBM 的陆上堆积高度随纤维素醚掺量的增加逐渐增大，这是由于其凝结时间得以延长所致，但其水下堆积性能有所降低.2.2.3抗分散性能表 4为纤维素醚掺量对水下 3DPBM 抗分散性能的影响.由表 4可见，纤维素醚的掺入改善了水下3DPBM 的抗分散性能，且纤维素醚掺量越高，改善效果越好.2.2.4力学性能图 6为纤维素醚掺量对水下 3DPBM 力学性能的影响.由图 6可见：掺入纤维素醚后的 3DPBM，其水、陆成型试件的抗折强度和抗压强度比未掺纤维 素 醚的 3DPBM 有所降低；纤维素醚掺量越大，3DPBM水、陆成型试件的抗折强度和抗压强度降低越明显.纤维素醚的引气作用使3DPBM的含气量增大，改变砂浆硬化后的孔隙结构，增大有害孔的尺寸图 3乳胶粉掺量对水下 3DPBM 力学性能的影响Fig.3Effect of FX content on mechanical properties of underwater 3DPBMs图 4纤维素醚掺量对水下 3DPBM 触变性能和流变特性的影响Fig.4Effect of HM content on thixotropic properties and rheological characteristics of underwater 3DPBMs682第 6期杨钱荣，等：聚合物对水下 3D打印建筑砂浆性能的影响图 6纤维素醚掺量对水下 3DPBM 力学性能的影响Fig.6Effect of HM content on mechanical properties of underwater 3DPBMs图 5纤维素醚掺量对水下 3DPBM 凝结时间、挤出性能和打印性能的影响Fig.5Effect of HM content on setting time，extrudability and printability of underwater 3DPBMs表 4纤维素醚掺量对水下 3DP-BM 抗分散性能的影响Table 4Effect of HM content on dispersion resistance of underwater 3DP-BMsSampleB1R0B2B3Mass loss rate/%1.00.50.50.1pH value5 min10.239.849.599.5310 min10.259.869.689.6120 min10.269.879.739.6430 min10.339.899.869.75683建筑材料学报第 26卷与数量，最终导致其力学性能下降，纤维素醚掺量越多，3DPBM的力学强度降低越明显17.因此，为了使水下 3DPBM 具有良好的挤出性能，以及水下和陆上堆积性能，纤维素醚的含量应控制在较低范围内，本文纤维素醚的适宜掺量为0.100%.2.3淀粉醚掺量对水下3DP-BM性能的影响2.3.1流变性能图 7为淀粉醚掺量对水下 3DPBM 触变性能和流变特性的影响.由图 7（a）可见：当淀粉醚掺量为0%、0.025%、0.050%和0.100%时，水下3DPBM的剪切曲线所围面积为 2 077.38、4 342.92、4 421.82、4 623.91 Pa/s；当水下3DPBM中的淀粉醚掺量达到0.025%时，与未掺淀粉醚的水下3DPBM相比，其触变环面积增大了约 1倍，表明淀粉醚的掺入可显著增强水下3DPBM的触变性能；水下3DPBM的触变性能随淀粉醚掺量的增加而增大.由图 7（b）可见，淀粉醚 掺 量 为 0%、0.025%、0.050%、0.100%时，水 下3DPBM 对 应 的 屈 服 应 力 分 别 为 149.17、176.71、183.47、290.87 Pa，表明淀粉醚的掺入同时提高了水下3DPBM的屈服应力，且屈服应力随淀粉醚掺量的增加而增大.淀粉醚改变水下3DPBM流变性能的机理或与其自身结构有关，经过改性处理后的多糖类天然淀粉形成大量的功能性取代基，其与纤维素醚等复合使用，可显著改善 3DPBM 的抗流挂和抗下垂性能14，18，即在流变参数上表现为3DPBM的塑性粘度、屈服应力和触变性能有所提高.2.3.2工作性能图8为淀粉醚掺量对水下3DPBM凝结时间、挤出性能和打印性能的影响.由图 8（a）可见，淀粉醚的促凝作用缩短了水下3DPBM 的初凝时间和终凝时间，且随着淀粉醚掺量的增加，水下 3DPBM 的初凝时间和终凝时间呈现逐渐减小的趋势.由图 8（b）可见：相比于未掺淀粉醚的水下 3DPBM，掺入淀粉醚后的水下 3DPBM的挤出性能有所降低；随着淀粉醚掺量的逐渐增加，水下 3DPBM 的挤出性能逐渐降低；当淀粉醚掺量增加至 0.100%时，水下 3DPBM的挤出性为 0，这是由于此时砂浆的流动性较差，管内泵送阻力较大，导致其难以被顺利挤出.由图 8（c）可见，除了当淀粉醚掺量增加至 0.100%时，3DPBM 无法泵送挤出堆积外，淀粉醚对其水下和陆上堆积性能的影响呈现出不同的效果，增加淀粉醚掺量，陆上堆积高度呈现先降低后增加的趋势，水下堆积高度则与之相反.未掺淀粉醚时，3DPBM 的流变参数较小，挤出性能较好，由于其陆上打印堆积的凝结时间较长，挤出打印成型的砂浆线条相对较宽，增大了 3DPBM 层与层之间的接触面积，因而有利于陆上堆积.掺入淀粉醚后，3DPBM 的流变参数显著增加，抗分散性能得到增强，尽管其挤出性能下降，但综合表现为水下打印堆积高度的提升.由图 8（c）还可见，当淀粉醚掺量增加至 0.050%时，虽然 3DPBM 的挤出性能进一步降低，但由于其触变性能有所增强，下层先挤出砂浆的承载能力得到提升，最终表现为陆上打印堆积高度的提升.当淀粉醚掺量为 0.050%、陆上打印堆积高度超过 220 mm时，从喷头挤出的 3DPBM 砂浆条宽度开始减小，达到可堆积高度时的挤出线条宽度明显减小，且线条的均匀性变差.2.3.3抗分散性能表 5为淀粉醚掺量对水下 3DPBM 抗分散性能的 影 响.由 表 5 可 见：淀 粉 醚 的 掺 入 降 低 了 水 下3DPBM 的质量损失率与浸水后溶液的 pH 值，提高了其抗分散性能；水下 3DPBM 的抗分散性能随着图 7淀粉醚掺量对水下 3DPBM 触变性能和流变特性的影响Fig.7Effect of KH content on thixotropic properties and rheological characteristics of underwater 3DPBMs684第 6期杨钱荣，等：聚合物对水下 3D打印建筑砂浆性能的影响淀粉醚掺量的增加呈现出逐渐降低的趋势.由流变性分析可知，这是因为淀粉醚可以提高打印砂浆的流变参数，从而增强了水下3DPBM的抗分散性能.2.3.4力学性能图 9为淀粉醚掺量对水下 3DPBM 力学性能的影响.由图 9（a）可见：淀粉醚掺量变化时，3DPBM水、陆成型试件的抗折强度总体变化不大；当淀粉醚掺量为 0.025%时，3DPBM 水下成型试件的 28 d抗折强度达到最大值.由图 9（b）可见：掺入 0.025%的淀粉醚后，3DPBM 陆上成型试件的 3 d抗压强度相比于未掺淀粉醚的 3DPBM 明显增大，水下成型试件的 3 d 抗压强度略低于未掺淀粉醚的 3DPBM；0.025%和 0.050%淀粉醚掺量的 3DPBM 水下成型试件的28 d抗压强度均高于未掺淀粉醚的3DPBM，表明掺入适量淀粉醚能够有效提高 3DPBM 水下成型试件的28 d抗压强度.综合考虑对水下3DPBM各项性能的影响，淀粉醚掺量0.025%时较为适宜.综上所述，水下 3DPBM 的应用需要多种外加剂的共同作用，如何在工作性能、流变性能、力学性能、抗分散性能之间寻找到一个平衡点是实现水下打印的关键.乳胶粉与纤维素醚的加入都会在一定程度上阻碍水泥的水化进程，延长其凝结时间，尽管对增加流动性有利，但与之对应的堆积高度与工作性能都会有所降低；掺加淀粉醚后，虽然在一定程度上降低了水下 3DPBM 的工作性能，但与乳胶粉、纤表 5淀粉醚掺量对水下 3DPBM 抗分散性能的影响Table 5Effect of KH content on dispersion resistance of underwater 3DPBMsSampleC1R0C2C3Mass loss rate/%1.50.50.40.2pH value5 min9.949.849.729.6010 min9.989.869.759.6220 min10.039.879.819.6530 min10.089.899.869.71图 8淀粉醚掺量对水下 3DPBM 凝结时间、挤出性能和打印性能的影响Fig.8Effect of KH content on setting time，extrudability and printability of underwater 3DPBMs685建筑材料学报第 26卷维素醚同时加入，可提高打印砂浆的水下抗分散性能和力学性能.通过优化配比，当乳胶粉掺量为0.500%、纤维素醚掺量为 0.100%、淀粉醚掺量为 0.025%时，可以得到综合性能较为适宜的水下 3DPBM.3结论（1）未掺乳胶粉或纤维素醚，以及淀粉醚掺量过高都会导致水下3DPBM无法进行打印堆积.（2）增加乳胶粉或纤维素醚的掺量可提高水下3DPBM 的陆上堆积高度以及水下抗分散性能，但乳胶粉或纤维素醚掺量过高会降低打印砂浆的挤出性能和水下堆积高度.（3）同时掺加乳胶粉、纤维素醚和淀粉醚时，水下 3DPBM 具有良好的工作性能，适宜的力学强度和水下抗分散性能，且当乳胶粉掺量为 0.500%、纤维素醚掺量为 0.100%、淀粉醚掺量为 0.025%时，水下 3DPBM 具有适宜的可操作时间、良好的水下抗分散性能、较高的水下强度和水下堆积高度.参考文献：1 杜朝伟，王秀英.水下隧道沉管法设计与施工关键技术 J.中国工程科学，2009，11（7）：7680.DU Chaowei，WANG 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696页）686建筑材料学报第 26卷16 吴中伟.混凝土科学技术近期发展方向的探讨 J.硅酸盐学报，1979，7（3）：262270.WU Zhongwei.An approach to the recent trends of concrete science and technologyJ.Journal of the Chinese Ceramic Society，1979，7（3）：262270.（in Chinese）17 YOUNG J F，HANSEN W.Volume relationships for CSH formation based on hydration stoichiometriesJ.Materials Research Society，1987，85：313.（上接第 686页）11 杨钱荣，赵宗志，刘巧玲，等.3D打印混凝土工作性及可建造性测试与评价方法 J.中国建材科技，2021，30（2）：107111.YANG Qianrong，ZHAO Zongzhi，LIU Qiaoling，et al.Evaluation and test methods for workability and buildability of 3D printing concrete J.China Building Materials Technology，2021，30（2）：107111.（in Chinese）12 杨钱荣，江传德.聚合物对水泥基建筑密封砂浆性能的影响 J.同济大学学报（自然科学版），2016，44（1）：107112.YANG Qianrong，JIANG Chuande.Effect of polymer on performance of cementbased building sealing mortar J.Journal of Tongji University（Natural Science），2016，44（1）：107112.（in Chinese）13 洪莉谜.可再分散乳胶粉在干混砂浆中的作用机理及应用研究J.福建建筑，2013（6）：2425，63.HONG Limi.The research on the mechanisms and applications of the 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