3D打印混凝土工作性及可建造性测试与评价方法

介绍了目前国内外关于3D打印混凝土工作性能及可建造性测试与评价方法的研究.基于作者对3D打印混凝土的研究经验,提出3D打印混凝土的工作性能、可建造性能、流变性能的测试与评价方法,可为3D打印混凝土的制备和性能评定提供参考.     

3D打印建筑材料性能影响因素与分析研究

3D打印建筑技术引领了建筑产业的变革,水泥基材料的常规性能设计已不适用3D打印建造方式。针对3D打印建造方式,提出了水泥基材料设计要点,通过试验探索影响3D打印建筑材料综合性能的因素,并分析其重要性。     

3D打印水泥基材料的可挤出性表征方法

无模快速成型使3D打印水泥基材料具有十分广阔的发展前景,打印材料的性能测试是3D打印技术的重要一环.在不同水灰比和胶砂比下,采用输送试验、稠度试验和可挤出率对3D打印水泥基材料的可挤出性进行表征.结果表明:输送长度与可挤出性呈正相关;当稠度在4 cm以上时,砂浆具有良好的可挤出性;稠度损失至无法满足可挤出性的时间均在2...     

外加剂对沙漠砂混凝土3D打印性能的影响

为了解决沙漠砂在3D打印混凝土应用过程中存在黏聚性和保水性差、打印性能不良的问题,研究了4种不同掺量外加剂复掺对3D打印沙漠砂混凝土的流动性、凝结时间、建造性和可挤出性的影响。结果表明,沙漠砂作为骨料进行混凝土3D打印是可行的,通过掺入适量的减水剂（PCE）、纤维素醚（HPMC）、可再分散性乳胶粉（EVA）和速凝剂（CA）可有效改善混凝土的可打印性能。当沙漠砂混凝土的流动度在155～180 mm、贯入阻力在10～30 kPa范围内时,其性能满足3D打印混凝土的技术要求;当沙漠砂混凝土的流动度在160～165 mm、贯入阻力在17～23 kPa范围内时,其具有优异的可打印性能。     

一种3D打印混凝土材料的试验研究

3D打印技术作为现代快速建造技术的一种,是以现代打印材料与数字模型作为基础,通过3D打印机械将打印材料逐层堆积起来的建造工艺。以普通硅酸盐水泥为主要胶凝材料,结合3D打印技术研究高铝水泥、羟丙基甲基纤维素等对3D打印混凝土各项性能的影响。结果表明:当高铝水泥掺量为10%时,3D打印混凝土的12 h抗压强度为2.36 MPa,高铝水泥最佳的掺量为10%～15%,当HPMC掺量在0.05%～0.20%时,3D打印混凝土的终凝时间由280 min延长至350 min。     

硫铝酸盐水泥和膨胀剂对3D打印混凝土性能影响试验研究

3D打印技术在建筑领域的快速应用有赖于与打印机相兼容的高性能水泥基材料的制备。收缩开裂及耐久性是决定3D打印混凝土长期使用寿命的关键影响因素。通过掺入硫铝酸盐水泥、高效膨胀剂制备一种低收缩高耐久性3D打印混凝土,测试评估3D打印材料的可打印性、收缩和耐久性。同时采用SEM对该材料的水化产物和微观结构进行分析。结果表明:硫铝酸盐水泥掺量为15%~20%时,材料具有优异的可打印性能,膨胀剂掺量为3.0%时,120 d试件尺寸变化率为0.0528%,收缩率小,抗裂性能好;水化产物结构致密,耐久性好,抗氯离子达到RCM-V等级,120 d碳化满足T-Ⅳ等级,抗硫酸盐符合KS90要求,抗冻融符合F100冻融循环要求。     

3D打印混凝土可塑造性能的研究

3D混凝土材料的可塑造性能是3D打印混凝土建造技术的重点内容。对打印混凝土可塑造性能,包括物理形态的划分、成型时间的判别、承载力的计算以及变形与失稳破坏等方面进行了研究。提出了用可塑造时间比控制打印混凝土的成型时间,讨论了打印混凝土的流变过程及可能适用的流变模型,最后,分析了打印混凝土试体材料在受压过程中的变形机理,给出了各阶段变形控制、失稳破坏的建议。     

水泥基材料3D打印技术研究进展

3D打印技术是一种增材制造、快速成型技术,应用于建筑结构具有建造速度快、建造成本低、无模化施工和建筑垃圾少等优势.本文针对建筑结构的3D打印建造,介绍了三种适用的打印工艺,讨论了3D打印水泥基材料工作性能、力学性能与耐久性能的研究现状,对3D打印配筋增强构件的研究进展做了总结分析,对目前3D打印在建筑领域应用面临的问题...     

废石粉对3D打印水泥砂浆性能的影响研究

研究了石材加工产生的废石粉替代部分水泥对3D打印水泥砂浆性能的影响.结果表明:总体上,随着废石粉掺量的增加,砂浆的流动度降低,静态屈服应力提高,但凝结时间变化不明显;通过调整减水剂掺量可以改善废石粉对3D打印水泥砂浆流动性和可建造性的不利影响;废石粉的掺入对3D打印水泥砂浆的力学性能和层间界面黏结强度不利.     

起始点逐层等角度移动时3D打印混凝土圆管可连续打印高度

为研究 3D 打印混凝土圆管可连续打印高度随打印路径等参数变化的规律，开展了打印条带质量测试研究，确定了合适的混凝土材料配合比及打印速度；通过无侧限单轴抗压试验和直接剪切试验，研究了早龄期 3D 打印混凝土本构模型；设计了起始点沿周向逐层等角度移动时圆管的4种打印方案，完成了圆管连续打印高度的试验研究；采用生死单元法对打印过程中圆管的受力进行了有限元模拟。结果表明：建立的基于摩尔库伦屈服准则的早龄期 3D 打印混凝土本构模型与试验数据吻合较好；采用 120°等角度移动方案的圆管可连续打印层数最多，为 24 层，较起始点不移动的方案提高了50%；提出的考虑每层条带结合处薄弱特性的有限元建模方法较为准确，模拟得到的圆管变形、失效模式等结果与试验结果吻合较好，可连续打印层数的模拟相对误差在10%以内。