3d打印混凝土材料及混凝土建筑技術(shù)進(jìn)展-wenkub.com
2025-05-12 03:59 本頁面
【正文】 也需要不斷發(fā)展對3D打印機(jī)械的研究，以實(shí)現(xiàn)高層打印，使打印建筑在高層建筑方向得到更好地發(fā)展。據(jù)預(yù)測，中國每年20億m2以上的工程建設(shè)將持續(xù)10～15年，同時(shí)每年會(huì)產(chǎn)生約6億t的建筑垃圾［17］。然而，目前的3D打印混凝土設(shè)備還不能夠完全滿足其應(yīng)用環(huán)境的特殊性的要求。目前，我國還沒有專業(yè)的軟件公司與3D打印相配套，形成完整的產(chǎn)業(yè)鏈。由于3D打印混凝土工藝發(fā)展還不完善，快速成型的零件的精度及表面質(zhì)量大多不能滿足工程使用的要求，不能作為功能性部件，只能做原型使用。與傳統(tǒng)的混凝土施工工藝相比，3D打印混凝土對原材料的流變性和可塑性提出了更高的要求。3D打印干混砂漿可以改善構(gòu)件的相關(guān)性能。在3D打印建筑中，干混砂漿將廣泛地作為打印機(jī)的“墨水”。 此外，打印設(shè)計(jì)中可以通過對內(nèi)部系統(tǒng)的填充來提高打印建筑的結(jié)構(gòu)性能。泥刀作為此項(xiàng)技術(shù)的關(guān)鍵特點(diǎn)，用于抹平和精確規(guī)整每一層的外表和頂面，這就解決了在實(shí)際建筑過程中，由于3D打印建筑是層層堆積的過程，不可避免地導(dǎo)致層級(jí)堆積效應(yīng)，出現(xiàn)表面粗糙，橫向條紋明顯的現(xiàn)象(如圖5)。圖4 上海青浦3D打印房屋輪廓工藝作為新型的施工工藝很好地提升了3D打印混凝土的實(shí)用化。 3D打印混凝土的施工和3D打印建筑 隨著3D打印混凝土技術(shù)的不斷發(fā)展和深入，3D 打印建筑也應(yīng)用而生。例如，Le等［9］研究表明: 低的水膠比和粉煤灰比例有助于降低打印過程的收縮率。最后，外加劑是現(xiàn)代混凝土必不可少的組分之一，是混凝土改性的一種重要方法和技術(shù)。 粒徑過小，包裹骨料所需漿體的比表面積大，漿體多，水化速率快，單位時(shí)間水化熱高，將會(huì)導(dǎo)致混凝土各項(xiàng)性能的惡化。如采用硫鋁酸鹽水泥或者鋁酸鹽改性硅酸鹽水泥等獲得更快的凝結(jié)時(shí)間和更好的早期強(qiáng)度等。 圖2 輪廓工藝［6］ 圖3 GPＲ(a) 與 FＲP(b) ［7］ 為滿足3D打印建筑的需求，混凝土拌合物必須達(dá)到特定的要求。目前玻璃纖維增強(qiáng)石膏、玻璃纖維增強(qiáng)砂漿等均可用于3D打印建筑的無機(jī)膠凝基材。了解傳統(tǒng)混凝土材料及其施工技術(shù)對于發(fā)展如3D打印混凝土的新技術(shù)是不可或缺的重要基礎(chǔ)。 對于快速凝結(jié)的建筑，可使用防水養(yǎng)護(hù)紙、聚乙烯薄膜或者成膜養(yǎng)護(hù)劑等。養(yǎng)護(hù)目的有兩個(gè)，一個(gè)是在到達(dá)要求強(qiáng)度水平的期間內(nèi)，防止水分損失以及控制混凝土的溫度。振動(dòng)是最普通的用來搗實(shí)混凝土的方法。這些操作工序不僅受到材料性能的影響，同時(shí)也對材料的使用性能產(chǎn)生作用。3 傳統(tǒng)混凝土材料與施工技術(shù)混凝土是當(dāng)代最大宗的、用量最大的土建材料，在當(dāng)代城市化進(jìn)程不斷加快的中國扮演的角色也愈加重要。但經(jīng)過30多年的發(fā)展，3D打印技術(shù)也逐漸成熟，且價(jià)格也大幅下降。 后期處理是指在打印完成后一般都會(huì)有毛刺或者粗糙的表面，此時(shí)需要進(jìn)行后期處理。 3D打印技術(shù)主要包括3D建模、3D分割、打印噴涂和后期處理等四部分組成。本文以 3D 打印技術(shù)為出發(fā)點(diǎn)，介紹傳統(tǒng)混凝土的施工工藝以及 3D 打印混凝土及砂漿的發(fā)展與技術(shù)進(jìn)展，并在對3D打印混凝土技術(shù)的認(rèn)識(shí)的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步研究其存在的問題，并對其未來的發(fā)展趨勢提出了觀點(diǎn)。然而隨著工程建設(shè)的不斷加快，混凝土在生產(chǎn)應(yīng)用方面的高能耗、高污染的弊端也逐漸顯露出來，嚴(yán)重阻礙了其發(fā)展。施工工藝Progress of 3D Print of Concrete Materials andConcrete Construction TechnologyAbstract: 3D printing technology is a hightech that has developed in recent year，which has got great success in the machinebuilding industry，materials，construction and so paper is divided into three parts about 3D printing concrete technology .Firstly，based on the introduction of general progress
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