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打印混凝土力学性能试验方法

总结了国内外3D打印混凝土力学性能的试验方法,介绍和比较了3D打印混凝土抗压强度、抗折强度、层间结合强度、劈拉强度、抗拉强度和弹性模量试验方法,提出了为规范3D打印混凝土的力学性能制定3D打印混凝土力学性能试验方法相关标准的必要性。     

3D打印混凝土工作及力学性能研究进展

3D打印混凝土因具有无模化、智能化施工的显著优势,应用潜力巨大,已逐渐成为世界各地快速上升的研究热点。目前国内外研究人员已对其工作性能和力学性能展开了研究,前者主要包括流动性、可挤出性和建造性能,后者主要包括抗压强度、抗折强度和层间粘结强度。为此基于国内外3D打印混凝土的研究现状,首先对其工作性能和力学性能展开具体评述,着重介绍了现阶段对此采取的研究方法和获得的研究成果;然后概述了3D打印混凝土在性能研究和实际应用中存在的主要问题,同时针对其普遍存在的抗拉强度低和延性不足问题总结和分析了目前的解决方法,并指出未来的研究方向,有助于推动3D混凝土打印技术的研究和应用。     

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。     

基于固废源高活性粉体材料的3D打印混凝土

选用固废源高活性粉体材料和P·O 42.5级水泥,辅助石英砂骨料和缓凝型聚羧酸系减水剂、纤维素醚、可分散乳胶粉等辅料制备混凝土3D打印材料并进行性能研究。以3D打印材料凝结时间、胶砂流动度和抗压强度作为评价依据,分析各组分对材料性能的影响,结合极差分析确定最优配合比,采用SEM对3D打印材料1 d水化产物进行表征。优化后制备的3D打印材料凝结时间85 min,初始胶砂流动度190 mm,30 min胶砂流动度180 mm,材料1 d抗压强度28.8 MPa,3 d抗压强度49.6 MPa,28 d抗压强度70.2 MPa。所制备的材料其性能满足混凝土3D打印系统施工需求并能保证打印材料30 min左右仍具有较好的可打印性,该3D打印材料成本约为363.6～437元/t。     

颜料在3D打印彩色砂浆的应用

使用3种不同的无机颜料制作3D打印彩色砂浆,探究不同颜料种类和掺量变化对3D打印彩色砂浆工作性能、力学性能和干燥收缩的影响,并借助XRD图谱了解3种无机颜料的主要成分,研究颜料对3D打印彩色砂浆水化机理产生的影响。工作性能：3D打印彩色砂浆的流变性能随着颜料掺量的增加呈现降低趋势,颜料在一定的程度可以改善3D打印彩色砂浆的挤出性,提高可建造性,降低开放时间。力学性能：随着颜料掺量的增加,3D打印彩色砂浆试件的抗折、抗压强度呈现先增加后降低的趋势,红、绿、蓝3种颜料掺量为7%时,3D打印彩色砂浆颜色鲜艳靓丽,抗折、抗压强度最高。干燥收缩：颜料的掺入会降低砂浆试件的收缩性能。为以后的学者研究3D打印彩色砂浆的应用,提供技术基础。     

固化剂掺入对快硬水泥混凝土强度性能的影响

为了研究固化剂掺入对快硬水泥混凝土强度性能的影响,分别以0、1%、3%、5%、7%的固化剂掺量掺入其中,进行了混凝土强度试验。结果表明:固化剂的掺入能提高快硬水泥混凝土的抗折强度、抗压强度;固化剂掺量对快硬水泥混凝土强度性能有影响,当固化剂掺量为5%时,混凝土强度达到最大。     

水胶比对3D打印混凝土的挤出及力学性能影响

3D混凝土打印技术是一项正在发展的新型建造技术.打印混凝土的挤出性能作为该技术的关键因素之一,受打印头泵机的挤料速度及材料工作性等参数的影响.本文探讨了不同水胶比的打印混凝土对单位时间挤出量以及挤出线条形状和抗压强度的影响.结果显示,水胶比影响打印混凝土抗压强度各向异性的差异.随着水胶比增加及打印头泵机转速加快,单位时...     

碳纳米管与钢纤维对混凝土抗压强度与抗冲击性能的影响

研究了碳纳米管、钢纤维、碳纳米管+钢纤维对混凝土抗压强度和抗冲击性能的影响.结果表明:掺入碳纳米管和钢纤维均能提高混凝土的抗压强度;单掺钢纤维较单掺碳纳米管对混凝土抗冲击性能的提升效果更大;混掺碳纳米管与钢纤维混凝土的韧性和延性较单掺钢纤维混凝土得到再次提升;复掺1％钢纤维+0.30％碳纳米管对混凝土性能的增强效果最显...     

Influence of accelerated curing on the compressive strength of polymer-modified concrete

In recent building practice, rapid construction is one of the principal requisites. Furthermore, in designing concrete structures, compressive strength is the most significant of all parameters. While 3-d and 7-d compressive strength reflects the strengths at early phases, the ultimate strength is paramount. An effort has been made in this study to develop mathematical models for predicting compressive strength of concrete incorporating ethylene vinyl acetate (EVA) at the later phases. Kolmogorov-Smirnov (KS) goodness-of-fit test was used to examine distribution of the data. The compressive strength of EVA-modified concrete was studied by incorporating various concentrations of EVA as an admixture and by testing at ages of 28, 56, 90, 120, 210, and 365 d. An accelerated compressive strength at 3.5 hours was considered as a reference strength on the basis of which all the specified strengths were predicted by means of linear regression fit. Based on the results of KS goodness-of-fit test, it was concluded that KS test statistics value (D) in each case was lower than the critical value 0.521 for a significance level of 0.05, which demonstrated that the data was normally distributed. Based on the results of compressive strength test, it was concluded that the strength of EVA-modified specimens increased at all ages and the optimum dosage of EVA was achieved at 16% concentration. Furthermore, it was concluded that predicted compressive strength values lies within a 6% difference from the actual strength values for all the mixes, which indicates the practicability of the regression equations. This research work may help in understanding the role of EVA as a viable material in polymer-based cement composites.     

基于正交试验设计的发泡聚苯乙烯混凝土强度研究

发泡聚苯乙烯混凝土具有应用于地上地面和地下工程的潜力,但由于发泡聚苯乙烯自身具有疏水性,在制备过程中容易发生浮起,因此其强度无法得到良好控制。为此,基于制备及抗压强度试验,采用正交试验设计表L18(37)分析了水灰比、颗粒掺量比、高效减水剂用量、添加剂Ⅰ、Ⅱ用量、砂率、纤维含量的不同配合比对发泡聚苯乙烯混凝土抗压强度的影响。试验结果表明,水灰比和颗粒掺量比是影响发泡聚苯乙烯混凝土抗压强度的两个关键因素。为得到聚苯乙烯膨胀混凝土的最佳抗压强度,基于方差分析提出了最优配合比,即当水灰比为0.3、颗粒掺量比为4∶1、高效减水剂用量为1.5%、添加剂Ⅰ为1%、添加剂Ⅱ为0.08%、砂率为32%、纤维含量为0.9 kg/m^3时,发泡聚苯乙烯混凝土的抗压强度大于35 MPa,达到满足地上地面及地下工程要求发泡聚苯乙烯混凝土的最佳状态。     

基于磨细石灰石粉的混凝土试验研究

本文采用正交试验,研究了磨细石灰石粉等量取代水泥对C30～C50混凝土用水量和抗压强度的影响。结果表明:在控制混凝土工作性能不变的前提下,在C30～C50的强度范围内磨细石灰石粉在10%掺量时等量取代水泥,能使混凝土单方用水量降低3～5kg,同时对混凝土抗压强度影响较小;掺入10%的磨细石灰石粉,C30～C50混凝土单方成本可降低15～23元,具有较大的经济效益。     

隧道弃渣磨细火山灰对水泥水化及混凝土抗压强度的影响

本文将中国西南地区某隧道弃渣中的火山岩破碎、粉磨制成磨细火山灰（GVA）,通过扫描电镜（SEM）、X射线衍射（XRD）测试该火山灰的物理和化学性能,分析GVA对普通硅酸盐水泥水化、混凝土抗压强度及碳排放的影响。结果表明,GVA会延缓水泥水化进程,但延缓作用弱于同掺量粉煤灰（FA）;GVA替代水泥50%（质量）时,混凝土28d抗压强度下降38.8%,掺入3%～5%硅灰（SF）可明显提高混凝土抗压强度;GVA替代水泥降低了混凝土碳排放指数（CI）,建议掺量为20%。     

原位建筑3D打印两层办公室的施工关键技术

总结了两层办公室项目的原位3D打印施工关键技术.设计开发了具有模块化、高精度、多功能等技术特点大型建筑3D打印机;开发了适合现场3D打印施工的专用添加剂,现场搅拌制备出性能优良的、适合现场施工的3D打印混凝土;提出了一种打印建筑竖向钢筋笼放置和连接方法,解决了打印混凝土结构构造柱根部节点与基础连接的施工难题;通过材料技...     

纳米材料对水泥材料耐火性能的改良研究

为了改善建筑水泥墙板结构的耐火性能,利用纳米材料—微硅粉和碳纤维作为外掺料应用于改性研究。以标准砂与硅酸盐水泥质量比为2∶1制备试件,测试抗压强度、抗折强度、耐火性、干缩率并分析微观形貌。结果表明,微硅粉和碳纤维在提高水泥墙板材料抗压和抗折强度的同时,也改善了材料的耐火性能;双掺微硅粉和碳纤维含量为3%和2%的水泥墙体具有最优的耐火性能,燃烧试验后的质量损失为0.64%,比参照组烧失量降低了85%;从水泥基改性材料微观形貌发现,超细硅粉颗粒的填充效应是材料强度性能提升的主要原因,碳纤维的粘结作用和表面反应是耐火性能提高的主要原因。     

水泥浆包裹橡胶集料法配制混凝土的抗压强度

为提高橡胶混凝土的抗压强度,采用水泥浆包裹橡胶的方法配制混凝土,并进行抗压强度测试;利用SEM、EDXA和显微硬度等测试方法,对混凝土界面过渡区结构进行表征。结果表明:采用水泥浆包裹橡胶集料的方法,与基准混凝土相比较,随橡胶集料掺量的增加,混凝土7d和28d的抗压强度虽有所降低,但降低的幅度较小;橡胶集料掺量30 kg/m~3,混凝土7d和28d的抗压强度分别为普通成型混凝土的141%和136%。水泥浆包裹橡胶法配制的混凝土抗压强度高。     

3D打印混凝土材料的研究现状与展望

随着3D打印技术的快速发展和3D打印建筑材料的研发,3D打印技术在建筑行业得到了迅速发展,它是一种基于增材制造的建造技术,而混凝土是该技术最常用的打印材料。重点阐述了3D建筑打印技术,3D打印混凝土材料的可建造性、临界失效时间、层间黏结强度、干燥收缩率等性能要求,总结了3D打印混凝土材料国内外研究现状,最后着重阐述了3D打印混凝土施工技术中存在的问题,并对其发展前景进行了展望,希望为以后该方向此类问题的研究提供借鉴。