3D打印混凝土的可打印性研究综述

对国内外3D打印混凝土可打印性的研究现状进行了总结,分析了配合比和原材料组成对3D打印混凝土可打印性的影响,介绍了可打印性的评价方法,并对各评价方法进行了比较,给出了相关建议。     

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。     

混凝土3D打印建造的低碳性研究进展

混凝土3D打印技术作为一种新兴的高效自动化建造技术，在实现建筑领域低碳化方面具有重要的应用潜力。针对混凝土3D打印技术目前在低碳性方面的优势和面临的挑战进行系统性介绍。相较于传统建造方式，3D打印技术省人工、免模板的特点带来了建造人员结构以及成型工艺的改变，使得建筑施工阶段碳排放量大幅下降，同时减少了现场建筑垃圾排放；高设计自由度为多种低碳化建筑结构设计提供了新的选择；拓扑优化、节能-增材制造一体化、可拆卸再建造等结构设计策略有助于节约原材料、降低运行能耗以及实现资源循环利用。此外，材料低碳是目前3D打印低碳混凝土所面临的重要挑战之一，3D打印技术与固废利用、轻质、地聚物、纤维增强等低碳化混凝土体系的结合是进一步创新优化低碳性的有效途径。未来，混凝土3D打印技术将依赖于工艺优化、结构设计、材料研发等多方面的协同发展，助力建筑领域实现自动化和绿色低碳化转型。     

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。     

添加剂对3D打印轻骨料混凝土流变性和可打印性的影响

研究了骨料(石英砂、玻化微珠)、保塑剂(HMC)、塑化剂(KHC)、乳胶粉(FX)对3D打印轻骨料混凝土(3DPLAC)的流变性能、挤出性、堆积性能以及容重的影响.结果 表明:在相同水胶比下,随着玻化微珠取代量的增加,3D打印轻骨料混凝土的表观黏度、触变性和屈服应力明显下降,挤出性、堆积性能降低,容重显著下降;随着HMC和KHC掺量的增大,3D打印轻骨料混凝土的表观黏度、触变性、屈服应力均明显增大;随着FX掺量的增加,3D打印轻骨料混凝土的表观黏度、触变性以及屈服应力呈先减小后增大的变化趋势.通过优化各组分配比,3D打印轻骨料混凝土可获得适宜的流变性能,可打印性得到显著改善,容重明显降低.     

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。     

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。     

混凝土3D打印加筋增韧方法研究进展

近年来,建筑3D打印技术引起广泛关注并获得成功应用。虽然逐层增材建造的方式赋予其高度的灵活性,却难以实现钢筋笼的同步植入,极大地限制了其工程应用,而高效的加筋增韧方法是混凝土3D打印结构化应用的核心和关键。为此,综述国内外混凝土3D打印结构的增韧方法及研究成果,对比分析各种方法的优势、特点以及适用性,旨在为提高和优化混凝土3D打印结构的承载安全性提供科学合理的指导和参考,进一步推进建筑3D打印技术的工程实际应用。     

挤出型3D打印混凝土力学性能研究进展

介绍了3D打印混凝土的特点与前景,综述了挤出型工艺的3D打印混凝土的压、拉、折、剪基本力学性能以及增强措施.研究表明:打印层在喷嘴的挤压作用下密实度有所提高,但同时层间易形成薄弱界面,造成性能的各向异性,通过调整胶凝材料、掺入纤维、优化工艺、水浴养护、布筋等措施能有效改善.此外,提出了还需进一步研究的问题.     

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...     

3D打印可冲刷水泥基材料建造及力学性能EI北大核心CSCD

针对混凝土结构复杂构件的3D打印需求,提出了通过可冲刷模板与现有常规3D打印混凝土组合打印来实现空间结构造型的技术,并基于3D打印可冲刷水泥基材料四面体性能机制模型和层次分析法优化了可冲刷模板设计流程.通过分析硫氧镁水泥中吸水性树脂(SAP)与高岭土掺量对水泥基材料力学性能、可打印性、可建造性和可冲刷性的影响规律,设计出具有良好流动性,适宜可打印性和稳定可建造性的硫氧镁水泥3D打印可冲刷模板.采用数字图像相关方法(DIC)来动态监测打印成型阶段的条带层叠时随变形,建立了可冲刷模板条带层叠时随变形对数模型,为3D打印复杂空间结构建造提供技术支撑.     

3D打印混凝土相关性能研究进展

从流动性、黏结强度、凝结时间、纤维增强等方面概括了目前3D打印混凝土的研究进展,分析了外加剂、骨料级配和特殊材料应用于改善3D打印混凝土流动性的现状;总结了3D打印混凝土层间黏结强度的不足及改善措施;从外加剂和水泥的选择上探讨了3D打印混凝土凝结时间的控制方案,分析了纤维用于3D打印混凝土中的优势以及特殊性;结合现状对3D打印混凝土未来研究方向进行了展望。     

挤出形状/尺寸对3D打印混凝土力学性能的影响

为了揭示3D打印挤出形状和尺寸对成型混凝土性能的影响机制,对比了模具成型、同挤出流量条件下不同挤出形状（三角形、方形和圆形）成型、同挤出形状条件下不同挤出尺寸成型、同挤出形状和同尺寸下不同打印条排列成型的混凝土断面形态、力学性能和空间孔隙分布,分析了不同挤出形状和尺寸条件下打印试件的层/条缺陷特征,探讨了打印试件孔隙率与其力学性能的对应关系.结果表明：层间和条间缺陷会显著影响打印试件的密实度,在同挤出流量条件下,由于层/条间的压紧作用,挤出形状呈三角形的打印试件具有最少的层间缺陷和最佳的力学性能;同形状的打印试件随着挤出尺寸的增大,其缺陷降低、力学性能提高;在挤出形状和尺寸均不变的情况下,打印口交错排列可提升打印试件力学性能13%～47%.     

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打印混凝土技术的初探

随着3D打印技术的快速发展,将3D打印技术应用于建筑业是每一个建筑人的梦想。该文从混凝土3D打印机、3D打印混凝土材料两大主要部分出发对3D打印混凝土技术进行了探索性研究。自行设计并制作了一台混凝土3D打印机,开发出了适用于3D打印的混凝土材料,并打印出了混凝土实体。     

3D打印混凝土工艺参数对成型精度的影响

为了提高3D打印混凝土构件的成型精度,结合转臂式打印设备研究了分层厚度、搭接宽度、挤出速度和进给速度四个打印工艺参数,应用控制变量法对工艺参数进行了工艺试验和理论分析,确定了工艺参数对成型精度的影响规律,并建立了数学模型来提高3D打印混凝土构件的成型精度。     

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...     

3D打印建筑砂浆的工作性和可建造性及其影响因素

研究了聚合物、矿物掺和料、骨料等对3D打印建筑砂浆的可挤出性、出料连续性、堆积性能以及层间衔接性能的影响.结果表明:不掺聚合物或乳胶粉(FX)、塑化剂(KHC)单掺及两者复掺时3D打印建筑砂浆的挤出性较差,掺加保塑剂(HMC)有利于打印砂浆的挤出,HMC与FX复掺可进一步改善打印砂浆的挤出性能.掺加复合矿物掺和料,采用...     

混凝土建筑3D打印技术工程应用分析

混凝土建筑3D打印技术的研究目前处于起步阶段,打印材料、设备、工艺间的研究相互割裂,缺少实践配合。由于缺少相关标准规范作为建造依据,且现有示范项目未能充分体现3D打印技术的优势,因此该技术的市场认可程度不高,距投入市场化应用还有极大难度。梳理国内外混凝土建筑3D打印技术的打印工艺、打印材料、打印设备、打印实践发展,通过分析混凝土建筑3D打印技术在不同工程场景下的实际应用案例,总结其存在的主要问题与不足,并立足适合该技术的不同应用场景进行系统分析,提出高效、合理的生产建造过程,推动3D打印在混凝土建筑领域的智能化、工业化、可持续化的研究与发展。     

3D打印混凝土技术研究综述

基于国内外现有研究成果,阐述了3D打印混凝土的增强技术、材料性能以及硬化性能三部分内容,指出了3D打印技术在当前应用中存在的关键问题,并提出了今后的重点研究方向.