2020年2月12日星期三

3D打印混凝土


  隨著3D打印混凝土技術的出現,普通混凝土已無法滿足其技術的需要,對混凝土的性能提出了進一步的要求,分別體現在對新拌混凝土的施工性能和硬化混凝土的力學性能及耐久性,英國拉夫堡大學的T.T.Le等人對此進行了相關的研究。對於新拌的混凝土漿體,為滿足3D打印的要求,必須達到特定的性能要求。首先是可擠出性,在3D打印混凝土技術中,3D列印混凝土漿體通過擠出裝置前端的噴嘴擠出進行打印,因此配置漿體中顆粒大小要由噴嘴口的大小決定,並需嚴格控制,杜絕大顆粒集料的出現,在打印過程中不致堵塞,以保證漿體順利擠出。
  其次,混凝土漿體要具有較好的粘聚性,一方面,較好的粘聚性可以保證混凝土在通過噴嘴擠出的過程中,不會因漿體自身性能的原因出現間斷,避免打印遺漏;另一方面,3D打印是由層層累加而得到*終的產品,因此,層與層之間的結合屬於3D打印打樣混凝土的薄弱環節,是影響硬化性能的重要因素,而較好的粘聚性可以在很大程度上削弱打印層負面的影響。最後,可擠出性和粘聚性盡可以保證前期的打印和硬化後的性能,卻難以保證打印的全程可以順利進行。在3D混凝土打印的過程中,必須要求已打印完成的部分狀態保持良好,不會出現坍塌、傾斜等中斷打印施工的現象,這就對混凝土漿體的可建造性提出了要求。

  3D打印混凝土技術同樣會對硬化混凝土的性能產生較大影響。在打印過程中,混凝土呈條狀擠出成型,條與條之間的粘結問題是決定硬化打印混凝土孔結構的重要因素,較差的粘聚性會導致打印混凝土結構內部出現大而多的孔隙,亦必將對混凝土的耐久性有重樣品大影響;對強度而言,使用打印技術會造成混凝土強度的損失,導致打印混凝土的強度低於同種配比的模成型混凝土,同時,打印也會使混凝土的強度出現各項異性的特點,強度的高低由打印的方向所決定;此外,水中養護對打印混凝土的性能也有較大的影響,這一點在其他研究者的研究中也得到證實[7],主要原因在於水中養護會對打印混凝土的微觀結構有一定的改善作用,填充打印混凝土在打印過程中造成的孔隙,從而改善打印混凝土的各項性能。

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