3D打印混凝土材料可打印性的影响因素与测试方法

混凝土3D打印作为近年来发展出的高新技术,受到了广泛的关注,并取得了许多研究成果,但目前对材料特性的测试方法没有形成统一的认识.本文从流动性、凝结时间、流变特性、可挤出性和可建造性五个方面综述了3D打印混凝土的研究进展.流动度试验可以用来快速筛选出不适合打印的材料.从长远来看,凝结时间短的材料更有潜力.流变特性可以定量...     

混凝土3D打印材料及3D打印模板技术应用进展

混凝土3D打印是现代数字化制造的典型代表,因其智能化、个性化、绿色建造的工艺优势受到广泛关注。作为一种新型建造方式,3D打印为建筑业带来了颠覆性的影响,并对传统混凝土材料提出了全新的挑战。如何提升混凝土材料与3D打印技术的适应性,实现3D打印技术在建筑中的广泛应用是人们普遍关注的焦点。本文概述了混凝土3D打印技术的发展历程,系统论述了混凝土3D打印材料在流变性、可挤出性、可建造性以及力学性能方面的研究现状,同时,介绍了3D打印模板技术在装饰及异型构筑物上的典型应用,以期为混凝土3D打印的研究与未来工程发展提供一定的参考与借鉴。     

纤维对3D打印混凝土打印性能与力学性能的影响

为了研究纤维掺入对3D打印混凝土(3DPC)性能的影响,通过掺入聚乙烯醇(PVA)、聚丙烯(PP)纤维以及剑麻纤维,探究了纤维对3DPC流变性能、打印性能、力学性能以及孔结构的影响规律。流变性能测试结果表明,3DPC的静态屈服应力与三种纤维的掺量均呈线性上升关系,但纤维对3DPC流变性能的影响程度有所差异。打印性能测试结果表明PVA纤维的掺入会降低3DPC的可挤出性,但能明显提高挤出后混凝土的尺寸均匀性。力学性能与孔结构的测试结果表明,PP纤维对3DPC抗压强度有明显的提升效果,剑麻纤维对3DPC抗折强度有最显著的增强效果,而纤维掺量提高会降低3DPC表观密度,使内部孔隙率增加,从而导致高掺量纤维的增强效果弱于低掺量纤维。     

3D打印混凝土增强技术研究进展

3D打印技术颠覆了传统材料的成型工艺,广泛应用于航空航天、汽车制造、生物医疗、建筑工程等领域。混凝土原材料来源广且成本低,可塑性良好,在基础设施领域应用广泛。在当今信息化和自动化大背景下,3D打印技术与混凝土结合生产的3D打印混凝土(3DPC)不仅能有效节省原料、环保施工,而且能够更加灵活地建造各类智能自动化程度高的装配结构。然而,目前3DPC仍存在抗拉强度低、抗震性差、配筋难、层间黏结强度低等诸多局限性,需要发展各种增强技术来提高性能,所以本文利用钢筋增强、纤维增强和其他方法增强方法分别论述各类补强材料对3DPC性能的影响,并且指出可能存在的问题和未来发展趋势。     

3D打印混凝土配筋增强基础研究进展

近年来,3D打印混凝土因无模板、自动化与智能化等优势,在建筑业智能建造方向受到越来越多的关注,结合工程实践已形成诸多应用示范。工程应用需求也对3D打印混凝土性能提出了更高要求,常常需要选择配筋增强实现安全与可靠性设计。但3D打印混凝土配筋增强技术受制备工艺影响与传统混凝土工程有所差异,应针对打印条件下配筋增强方法进行科学优化与性能调控。因此,本文聚焦配筋工艺、材料与性能、细微观表征及数值分析等方面阐述了3D打印混凝土配筋增强的基础研究进展;聚焦工程应用存在的问题,对配筋增强基础研究面临的挑战与未来发展也进行了简要讨论,力求为配筋3D打印混凝土结构安全应用提供参考。     

3D打印混凝土应用与研究

3D打印混凝土作为建筑打印施工的油墨材料,近年来受到热点关注.本文通过对3D打印混凝土的应用、研究和专利申请进行分析,对其未来发展进行展望.     

3D打印混凝土材料及混凝土建筑技术进展

3D打印是近年来发展起来的高新技术,已在机械制造等行业取得很大成功,在材料和建筑等领域也有所发展.本文在介绍通用3D打印技术进展的基础上,着重阐述了混凝土材料的传统施工工艺、国内外3D打印混凝土技术与其材料和施工工艺的发展现状,讨论了3D打印混凝土当前所面临的问题,并对3D打印混凝土提出了未来展望.     

3D打印混凝土材料及性能测试研究进展

近年来,3 D打印技术越来越多地受到人们的关注,其在建筑领域的研究与应用正成为世界范围内的热点研究课题之一.在对建筑3D打印材料工作性能及力学性能等方面应包含的相关评价指标内容进行论述的基础上,重点介绍了3D打印混凝土材料在流动性、可挤出性、可建造性、凝结时间及力学强度等性能指标的调整方式及其测试方法方面的国内外研究进展.最后阐述了目前建筑3D打印所存在的主要问题,为未来3D打印建筑技术的研究与发展提供参考.     

膨润土对3D打印砂浆可打印性能的影响

为探明膨润土及其掺量对3D打印砂浆可打印性能的影响规律,采用流动度评价砂浆的可挤出性,并以高度保留率和贯入阻力评价其可堆叠性。此外,采用动态、静态剪切测试浆体的流变行为,从流变学角度分析膨润土对砂浆可打印性能的影响。结果表明:可打印砂浆流动度与净浆的塑性黏度存在良好的线性关系,与动态屈服应力存在良好的对数关系;高度保留率则与静态屈服应力存在良好的指数关系。一方面,膨润土增大了浆体的塑性黏度与动态屈服应力,从而导致砂浆的可挤出性能降低。另一方面,膨润土提高了浆体静态屈服应力和结构重建速率,从而提高砂浆的可堆叠性能。因此,适宜掺量的膨润土可使砂浆保持良好可挤出性,且改善砂浆的可堆叠性。当膨润土掺量2%时,打印试件顶底宽度比为0.96。     

3D打印煤矸石砂浆流变性能、打印性能与力学性能研究

为了拓展煤矸石的应用范围,利用煤矸石骨料部分或完全取代(质量分数为0%、50%和100%)3D打印砂浆中的天然砂,对比研究了煤矸石骨料的加入对3D打印砂浆流变模型、流变性能、可打印性能和力学性能的影响。结果表明,煤矸石的加入会降低3D打印砂浆的力学性能,但是在煤矸石掺量为100%时28 d的抗压强度仍可超过30 MPa,满足力学性能的要求。掺入煤矸石骨料后的3D打印砂浆的流变性能符合修正的Bingham模型,静态屈服应力、动态屈服应力均随煤矸石掺量的增加而增大。在掺量为100%时,经时静态屈服应力增速快,经时流动度和经时动态屈服应力增速慢,这表明煤矸石的引入明显提高了3D打印砂浆的可打印性。     

氧化铁红颜料对白水泥基3D打印材料流变及可打印性能的影响

目前3D打印技术在建筑材料领域的研究主要集中在大型结构的建立和力学性能上,而对异形装饰及景观构件的研究还很少.本文采用白色硅酸盐水泥作为胶凝材料,并引入亚微米级粒度氧化铁红颜料来制备彩色水泥基3D打印材料,并研究氧化铁红颜料对白水泥基3D打印材料流变性能、可打印性能及力学性能的影响.结果表明,低掺量的颜料可以降低白水泥...     

水泥基复合材料3D可打印性的量化、优化及标准化

水泥基复合材料的3 D可打印性与打印工艺的协调兼容是无模快速建造成型的关键.然而,3 D打印原材料和配合比多样,打印设备不同,成型工艺各异,且3D可打印性的量化与评估尚未形成统一标准,为该技术的工程应用和推广带来不便.本文分析了3D可打印性的影响因素,综述了混凝土3D可打印性的量化评价方法,总结分析了六种3D可打印性的...     

3D打印建筑技术及其水泥基材料研究进展评述

3D打印技术具有数字化、自动化、快速高效、无模、节省材料等特点,是一种低能耗、低排放的制造技术,也是制造业升级改革的关键技术。3D打印技术在传统建筑领域具有广阔的应用前景,能够极大缩短工程建设周期、提升建筑结构可设计性,它还是一种极端环境下极具潜力的施工技术。因此,3D打印建筑技术不仅受到科研工作者的青睐,更是得到国家的大力支持。本文系统评述了国内外基于水泥基材料的3D打印建筑技术的研究进展:首先介绍了基于水泥基材料的3D打印建筑技术的起源、发展及应用;然后从可打印性能、力学性能及耐久性能三个方面对3D打印水泥基材料研究进展进行了介绍;最后提出了关于3D打印建筑技术的思考与建议,并对其发展方向进行了展望。     

SBS对3D打印ABS性能的影响

摘要：采用热塑性弹性体苯乙烯-丁二烯-苯乙烯塑料(SBS)对丙烯腈-丁二烯-苯乙烯塑料(ABS)进行熔融共混改性,以制备3D打印ABS功能材料,研究了两种不同结构SBS及其用量对ABS/SBS共混物流变性能和力学性能的影响。流变实验结果表明,ABS/SBS共混物的流动性明显变好,流变性能的剪切频率依赖性变弱,低频下熔体强度升高,ABS/SBS(线型)共混物的温度敏感性较纯ABS低,ABS/SBS(星型)共混物的温度敏感性较纯ABS高;力学性能实验结果表明,ABS/SBS共混物的韧性提高,在ABS中加入质量分数为10%的SBS,弯曲性能和拉伸强度保持率分别在85%,80%以上。可较好地满足3D打印对ABS流动性好、流变性能对剪切频率的依赖性低、熔体强度和韧性高等要求。