花岗岩残积土大多是由层状硅酸盐组成的哦。它内部结构是带负电荷的晶层重叠而成，所以阳离子一般会吸附在晶层中间。这种特别的内部结构不但能吸附带正电荷的水泥颗粒，而且当有极性分子进入晶层时，里面的阳离子还会和外面的阳离子交换呢。在制作粘土浆体的时候，水泥颗粒会分散穿插在粘土片层里，一遇到水就发生水化反应，生成比水泥颗粒表面积大很多的凝胶粒子。凝胶粒子表面能大，吸附活性强，能通过化学反应和粘土颗粒产生结合力，让原本分散的粘土颗粒聚成大团粒，这样就形成了整体的联结和团粒结构，粘土浆体的粘度也就提高了。另外，和水泥颗粒比起来，花岗岩残积土颗粒粒径小很多，比表面积更大，和水泥颗粒之间的物理吸附力比较大。随着水泥掺量慢慢增加，水泥颗粒和粘土颗粒之间的牵制作用力变大了。所以，花岗岩残积土 - 水泥浆体体系的粘度在水泥掺量大于 10%之后，会随着水泥掺量增加而大幅提高。当剪切速率降到 40 秒的负 1 次方以下时，粘度就开始增大，在剪切速率低于 10 秒的负 1 次方时，粘度会快速增大。这是因为陶土浆体有特殊的棚架结构，随着转速增加，棚架结构不断被破坏，它包围的水分就释放出来了，所以表观粘度会一直下降到一个稳定值。这时候，粘土浆体内部棚架结构基本被破坏了，分子间作用力变弱或者没了，结构内部流动阻力变小了，棚架结构破坏释放出的部分自由水还能在粘土颗粒间起润滑作用，宏观上就表现为粘土浆体体系能变形和流动了。当转速开始下降时，粘土颗粒又会互相吸引，自动形成新的棚架结构，转速越低，棚架结构形成得越快，表观粘度上升得也越快。

不同水泥掺量下的花岗岩残积土和标准商用陶土浆体，它们的屈服应力随水泥掺量的变化符合指数曲线关系。用指数曲线拟合 3D 打印粘土浆体屈服应力和水泥掺量的关系时，相关系数都不错。随着水泥掺量增加，花岗岩残积土和标准商用陶土的屈服应力、塑性粘度都有效提高了，不过增加速度不一样。对于花岗岩残积土，水泥掺量小于 10%时，屈服应力和塑性粘度增加都比较慢；水泥掺量大于 10%后，增加就快了。对于标准商用陶土，情况也类似。屈服应力增大，说明水泥能有效提高 3D 打印粘土基材料流体内摩擦力大小，流体抵抗变形流动的能力变强了，宏观上表现为可堆积性能提升，这样在打印时上下层粘土条变形就小，但流动性会相应变小。比如粘土浆体从料筒挤出时，屈服应力越大，挤出螺杆的阻力就越大，需要的挤出动力也越大。塑性粘度增大能保证打印浆体连续均匀，里面矿物颗粒下沉趋势变弱，能减少打印时上下层的分层情况，提高打印质量。

标准商用陶土里高岭石矿物含量高，结晶形态是片状假六方体，在一定 pH 值范围里，颗粒边缘带正电荷，板面带负电荷，而且板面带的负电荷比边缘正电荷多很多。水泥颗粒能破坏棚架结构，释放出包围的水分，这些水分又促进水泥水化，所以水泥掺得越多，棚架结构破坏越厉害，释放的自由水越多，水泥水化作用越强，粘土 - 水泥浆体系内部结构形成得就越好，粘土浆体的屈服应力就越高。不过随着水泥掺量增加，粘土浆体的屈服应力不是直线上升的。两种粘土都是在水泥掺量小于 10%时，粘土浆体的屈服应力慢慢增加，水泥掺量大于 10%后，增速就变快了。这是因为水泥掺量小于 10%时，棚架结构没完全被破坏，体系里还有很多棚架结构，这时候是粘土 - 水泥球和棚架结构一起存在。还有，水化产物是在水泥颗粒表面生成然后向外扩散的，所以生成的水化产物会包裹没水化的水泥颗粒，导致水化深度降低，水化产物数量减少。等水泥掺量继续增大到大于 10%后，水泥颗粒对粘土和水形成的棚架结构破坏更明显，水泥化学反应更快，粘土 - 水泥浆体系内部结构更好地形成了，所以粘土浆体的屈服应力就快速上升了。

剪切速率比较低（低于 10 秒的负 1 次方）时，剪应力会随着剪切速率增大急剧增大；在剪切速率高的时候，剪应力随着剪切速率增大是慢慢增加的。这说明加了稻草纤维后，3D 打印粘土浆体能从剪切变稠慢慢变成剪切变稀。这是因为没受剪切力时，稻草纤维在粘土浆体里是乱排的，互相搭接，像线团一样。这些乱分布的稻草纤维搭接形成网络结构，在低剪切速率时很难破坏它，所以剪应力上升很快。等剪切速率增加到一定程度（高于 10 秒的负 1 次方）后，在流变仪探针高速转动作用下，粘土浆体受力流动，稻草纤维在剪切力作用下会朝着剪切位移方向定向排列、伸展、变形、分散，相互间的缠绕也会慢慢散开，接触点变少了。