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3D打印混凝土技术,助力城市创建绿色繁华

编辑:华伟银凯   发布时间:2018-7-9?

  混凝土虽是当代社会使用量最大的建筑材料,但在应用过程中不仅耗时,还会产生大量建筑垃圾,违背绿色发展理念。将3D打印与混凝土技术结合而成的3D打印混凝土技术,不仅高效环保,还将成为混凝土发展史上的重要转折点。

  3D打印混凝土技术是一种新型混凝土无模成型技术,其主要原理是将混凝土构件利用计算机进行3D建模和分割产生三维信息,然后将配制好的混凝土拌合物通过挤出装置,按照设定好的程序,通过机械控制,由喷嘴挤出进行打印,最后得到混凝土构件。该技术既有自密实混凝土无需振捣的优点,也有喷射混凝土便于制造繁杂构件的优点。




  由于3D打印混凝土建造出的建筑比传统混凝土具有更高的强度,因此对混凝土拌合物提出了更高的要求,以满足3D打印的需要。具体要求可以从混凝土的组成进行分析:

  (1)普通硅酸盐水泥在强度,凝结时间等方面可能无法达到3D打印的要求,因此可以改变水泥组成中的矿物组成、熟料的细度等。如采用硫铝酸盐水泥或铝酸盐改性硅酸盐水泥等以获得更短的凝结时间和更高的早期强度等性能。

  (2)3D打印是通过喷嘴来实现的,需使用合适的骨料粒径以满足喷嘴要求。骨料粒径过大,堵塞喷嘴;粒径过小,包裹骨料所需浆体的比表面积大,浆体多,水化速率快,单位时间水化热高,将会导致混凝土各项性能的恶化。

  (3)满足3D打印的新型混凝土不同于传统混凝土,其配合比不能由传统水胶比、砂率等决定。为使打印混凝土获得理想状态,如高强度、高耐久性、良好的和易性、合适的凝结时间、良好的可泵性和可建筑性,需要从新的角度去完善理论。

  (4)外加剂作为现代混凝土的必要组分,是混凝土改性的重要方法和技术。3D打印混凝土必须具备更好的流变性以便于挤出且能在空气中迅速凝结防止由于自身重力破坏打印混凝土的结构,并且骨料的最大粒径会变得更小以及其形貌更接近圆形,最终还需要解决各层之间凝结问题并提高早期强度,这都需要新型混凝土外加剂来解决。

  目前,3D打印混凝土技术已日趋成熟,能非常容易的打印出其他方式难以建造出的高成本曲线建筑,在多个国家已得到应用。再加上其明显的高效、低碳、绿色等特点,在未来将对环保、建筑、预拌混凝土等行业带来显而易见的改变。


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