化学外加剂对3D打印水泥基材料抗冻性的影响

为探究3D打印成型水泥基材料的抗冻耐久性,制备了不同外加剂掺量的水泥基3D打印试件,通过加速冻融试验研究3D打印试件的质量损失和动弹性模量变化。结果表明,随着速凝剂掺量的增加,水泥基材料3D打印试件的质量损失增大,相对动弹性模量降低,抗冻耐久性变差。引气剂的加入可以减轻但无法完全阻止3D打印试件的表面剥落破坏,且未能明显减轻试件的内部损伤。随着增稠剂掺量的增加,3D打印试件的表面剥落量增大,相对动弹性模量的降低速率减缓,试件的内部损伤有所减轻。本研究对于3D打印水泥基材料用化学外加剂的选择、油墨材料组成设计及3D打印制品的服役性能评价均具有一定的指导意义。     

粉末3D打印水泥基材料研究进展

基于目前粉末3D打印水泥基材料研究成果,综述了打印墨水特性（黏度、表面张力、渗入度等）、粉末特性（粒径分布、矿物掺合料、密实度等）和打印参数（层厚、路径、打印速度等）对水泥基材料粉末3D可打印性及其力学性能的影响规律,并分析了粉末3D打印水泥基材料在建筑行业应用遇到的问题,可为粉末3D打印水泥基材料关键技术在建筑工程领域的应用与发展提供参考。     

3D打印混凝土层间黏结强度增强技术及试验研究

应用RPZ2000型极坐标系3D打印机打印了多组混凝土立方体试件和长方体试件,研究了层间涂抹不同界面剂情况下对3D打印混凝土试件抗压强度与抗折强度的影响。试验结果表明,层间黏结强度的大小对3D打印混凝土试块的抗压强度影响较大,对抗折强度影响较小。水泥膨浆对3D打印混凝土具有良好的补偿收缩性,改性丙烯酸乳浆次之,水泥净浆和粉煤灰水泥净浆对打印试件的整体抗压强度提升效果一般。改性丙烯酸乳浆对打印试件整体的抗折强度提升最好,水泥膨浆次之,水泥净浆和粉煤灰水泥净浆对抗折强度几乎无任何影响。     

3D打印混凝土的各向抗压性能研究

3D打印混凝土构件受材料层层堆叠工艺的影响,其力学性能具有各向异性.参考C30普通混凝土配合比设计,设计制备了两批不同龄期的3D打印混凝土立方体试件和棱柱体试件进行抗压强度试验,分析三种不同加载方向下3D打印混凝土试件的破坏规律.进行了棱柱体试件X向轴心抗压强度与立方体试件立方体抗压强度的比较,测试了打印混凝土轴心抗压...     

3D打印细石混凝土调配及其可打印性和力学性能

为了将细石混凝土（SAC）现场调配成3D打印油墨，探究了不同增稠材料对SAC工作性能和流变性的影响，研究了3D打印SAC 的早期力学性能，同时采用3D打印机制备了3D打印SAC 试件，并对其开展了28 d强度试验. 结果表明：SAC二次搅拌过程中，添加占胶凝材料用量0.10%的纤维素醚（HPMC）、1.50%的偏高岭土或5.00%的水泥能够满足3D打印SAC 对工作性能的要求；0.10%的HPMC能够显著提高二次搅拌后SAC的塑性黏度，对挤出力的增长影响较小，这有利于3D打印SAC 的挤出性和工作时间；3D打印SAC 的力学性能具有各向异性，与浇筑试件相比，其28 d抗压强度降低了20.03%~40.46%，抗折强度提高了17.23%~19.54%.     

3D打印建筑材料现状及其发展

3D打印技术是一种快速准确成型的新型技术,广泛应用于各领域。对于建筑行业而言,3D打印将成为发展的重要方向。本文在介绍通用3D打印技术进展的基础上,介绍了3D打印建筑技术相对于传统建筑技术的优势,以及3D打印建筑技术对材料的工作性能、力学性能与耐久性的要求,着重介绍了硅酸盐水泥基材料、硫铝酸盐水泥基材料、地聚合物水泥基材料和磷酸盐水泥基材料4种常用的3D打印建筑材料。本文最后指出了3D打印建筑目前在实际应用中存在的问题,并提出了可能的研究方向。     

再生骨料对压制成型水泥基材料性能影响的研究

针对再生骨料在压制成型水泥基材料中的应用研究,探索了再生骨料在不同掺量下对水泥基材料强度和耐久性的影响规律.研究结果表明:再生骨料在水泥基材料中应用具有可行性;掺有再生骨料的水泥基材料强度均高于空白水泥基材料,在耐久性能方面满足D100的抗冻等级指标.     

石粉对3D打印白水泥基材料流变性能与力学性能的影响

3D打印水泥基材料的结构不稳定性和难于调控的流变性能制约其在建筑材料领域的发展.本文通过使用0～3％石粉取代胶凝材料调控3D打印白水泥基材料的流变性能来改善其3D结构和力学性能.研究发现:石粉的掺入会提高3D打印白水泥基材料的静态和动态屈服应力,同时使得其线性粘弹区范围增大,并显著提高浆体的弹性模量,3D打印白水泥基材...     

PVA纤维在3D打印混凝土中的应用研究

3D打印技术具有快速成型、无需模具、可精细化制作复杂结构的特点,近年来被应用在建筑行业,来更快更好地完成工程建设。3D打印建筑材料多为水泥基材料,其工作性能和力学性能与普通混凝土有一定的区别。为得到适用于3D打印的混凝土材料,本研究基于3D打印材料的性能指标,利用PVA纤维改善混凝土性能,进一步调整配合比后,最终得出适用于3D打印的早强混凝土材料。     

纤维掺量对速凝3D打印水泥基材料力学各向异性的影响

结合自主研发的物料搅拌和挤出同时进行的3D混凝土打印机（搅拌-挤出-体化打印机），实现了速凝玄武岩纤维改性水泥基材料的3D打印。以水平打印层为XY平面，进行试验测试3D打印混凝土在X、Y、Z方向的抗压、抗弯力学性能，并分析其力学各向异性规律。研究结果表明：在满足打印性能的要求下，玄武岩纤维的掺量范围为0～2.0%，掺量为1.5%时打印材料力学性能最优；随着纤维含量的增加，材料呈现力学各向异性趋势增大；沿X方向加载的打印试样抗压强度最高；沿Y方向加载的打印试样抗折强度最高。     

钢丝绳与3D打印水泥基复合材料的黏结性能

为研究钢丝绳与3D打印水泥基复合材料之间的黏结性能,以钢丝绳直径和打印成型方式为研究参数,设计开展拉拔试件试验研究,测试了钢丝绳与3D打印水泥基复合材料的黏结-滑移曲线,分析了黏结性能的变化规律和黏结破坏模式,基于钢丝绳与打印材料交界面的空间关系研究了黏结性能的变化机制,建立了钢丝绳与3D打印水泥基复合材料的黏结-滑移...     

在水热作用下废弃水泥基材料的再生研究

对水热作用下废弃水泥基材料的再生进行了研究.测试再生废弃水泥基材料的抗压强度、表观密度和吸水率等随氢氧化钙掺量的变化.结果表明,在废弃水泥净浆中掺加氢氧化钙对抗压强度增加不明显;在废弃水泥胶砂中当氢氧化钙掺量为15%时试样的抗压强度最高;在废弃混凝土中当氢氧化钙掺量为10%时试样的抗压强度最高.利用这种再生方法,可以充分利用废弃水泥基材料中的剩余胶凝材料和硅质材料.     

蒸汽养护下GBFS代砂高性能水泥基材料宏微观分析

通过试验测定了蒸汽养护下不同龄期粒化高炉矿渣(GBFS)代砂高性能水泥基材料的抗压强度及孔隙结构特征,分析了抗压强度与空气含量、气泡平均弦长、间距系数和比表面积的关系。结果表明:石英砂高性能水泥基材料抗压强度略大于GBFS代砂高性能水泥基材料,但GBFS代砂高性能水泥基材料7~28 d的抗压强度增长速率要大于石英砂高性能水泥基材料。不管是GBFS代砂高性能水泥基材料还是石英砂与混合骨料高性能水泥基材料,空气含量、气泡间距系数和平均气泡弦长均与抗压强度呈现负线性相关;且在抗压强度与抗折强度相同时,GBFS代砂高性能水泥基材料的分形维数要大于石英砂高性能水泥基材料。粒化高炉矿渣骨料-胶凝材料过渡区要比石英砂胶凝材料过渡区更为致密,这是由于在过渡区产生新的水合物,且填补了过渡区的空隙。     

水泥胶砂强度尺寸效应试验研究

为探究水泥基胶砂强度尺寸效应的影响规律,通过改变用水量,调整各试验组的水胶比(W/C),来研究不同尺寸下水泥胶砂强度尺寸效应的影响规律.其中试块分别采用40 mm×40 mm×160 mm和20 mm×40 mm×160 mm的棱柱体.结果表明:当水灰比较小时,尺寸效应对抗折强度的影响较为明显,但是对抗压强度影响并不明...     

3D打印石膏试件的尺寸效应研究

尺寸效应是土木工程领域研究的重要课题.随着3D打印技术的广泛应用,了解3D打印试件的尺寸效应十分重要.本文通过五种尺寸的3D打印石膏立方体试件的单轴抗压试验研究3D打印石膏试件的尺寸效应,结果显示,3D打印石膏试件抗压强度随尺寸增大而降低,不同尺寸试件具有相似的破坏模式,但由于粘结点个数和位置具有一定的随机性,导致小尺...     

粉煤灰影响海水海洋骨料水泥基材料抗压强度试验研究

通过试验测定不同粉煤灰掺量下的海水水泥净浆、海水海砂砂浆以及海水海洋骨料混凝土的抗压强度,研究粉煤灰掺量对海水海洋骨料水泥基材料抗压强度的影响。试验结果表明,随着粉煤灰掺量的增加,海水水泥净浆和海水海砂砂浆的抗压强度逐渐降低,海水海洋骨料混凝土抗压强度表现为先增大后减小。粉煤灰掺量对海水海洋骨料水泥基材料抗压强度的影响规律与粉煤灰掺量对淡水河砂水泥基材料抗压强度的影响规律基本一致,但影响程度略小于淡水河砂水泥基材料。     

建筑3D打印力学性能研究综述

3D打印试样的力学性能具有各向异性,其抗压强度与抗折强度的测试方法与传统混凝土相似,但需经过加工与切割,这会造成3D打印试件的变化。在3D打印力学性能中,层间强度最差,大多数试验采用与劈裂强度相似的方法进行测量。由于需加入增稠剂等来调节原材料的流动性,这会影响3D打印试样的力学性能。3D打印接触空气的面积较大,容易造成收缩开裂,可通过加入纤维等来减少收缩。在实际工程中,也可以通过预埋支架等来提高3D打印试样的力学性能。