3D打印混凝土材料可打印性的影响因素与测试方法
2021-07-13焦泽坤王栋民王启宝黄天勇王吉祥李林坤
硅酸盐通报 2021年6期
关键词:混凝土
焦泽坤,王栋民,王启宝,黄天勇,王吉祥,李林坤
(1.中国矿业大学(北京)化学与环境工程学院,北京 100083;2.北京建筑材料科学研究总院有限公司,固废资源化利用与节能建材国家重点实验室,北京 100041)
0 引 言
建筑3D打印这一概念最早由美国学者Joseph[1]于1997年提出,是一种基于材料堆积的方法进行快速建造的技术,事先根据要打印的建筑轮廓建立三维模型,之后将轮廓分层切片,转化成层片模式,再根据切片轮廓数据规划打印路径,将这些路径输入程序中,最终由3D打印机完成建造过程[2]。相对于传统建筑工艺,3D打印技术具有建筑耗时短、劳动力需求小、建筑安全保障高、材料损耗少的优点,并且可以显著降低建造成本[3-5]。因此,混凝土3D打印技术必将成为混凝土发展史上的重大转折点,未来将广泛应用于各个领域,对传统建筑工艺形成冲击,成为改变未来建筑行业的创造性技术[6]。
材料是建筑3D打印的核心,由于混凝土3D打印技术与传统建筑工艺不同,传统水泥基材料不能直接应用于3D打印。传统水泥基材料已满足以下几点要求:(1)满足运送和浇捣要求的流动性;(2)不为外力作用产生脆断的可塑性;(3)不产生分层、泌水和易于浇捣密致的密实性。这也是3D打印混凝土材料可打印性的基本要求,因此有些测试方法可以借鉴,如砂浆扩展度测试、混凝土坍落度测试、凝结时间测试以及流变特性测试。但是3D打印对材料的要求更加苛刻,传统混凝土工作性试验并不能全面评价3D打印材料的优劣。……
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