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3D打印混凝土研究进展及其应用 被引量:24
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作者 张超 邓智聪 +9 位作者 马蕾 刘超 陈宇宁 汪智斌 贾子健 王香港 贾鲁涛 陈春 孙正明 张亚梅 《硅酸盐通报》 CAS 北大核心 2021年第6期1769-1795,共27页
近年来,3D打印混凝土技术凭借着免模板、高自动化与智能化的优势,吸引了越来越多的关注,在建筑工程等领域出现了诸多的成功应用案例。但是,3D打印工艺对混凝土的流变性能提出了更高的要求,而当前的混凝土相关标准与规范无法指导3D打印... 近年来,3D打印混凝土技术凭借着免模板、高自动化与智能化的优势,吸引了越来越多的关注,在建筑工程等领域出现了诸多的成功应用案例。但是,3D打印工艺对混凝土的流变性能提出了更高的要求,而当前的混凝土相关标准与规范无法指导3D打印混凝土的设计。同时,受打印工艺的影响,3D打印混凝土的硬化性能和配筋技术也与传统混凝土有所差异。因此,本文从流变与可打印性能、配合比设计与制备、硬化性能及特点,以及配筋技术四个方面对3D打印混凝土的研究进展进行了综述。此外,为了全面展示3D打印混凝土技术的发展与应用,本文针对不同类型的3D打印混凝土工程案例以及特殊类型的3D打印混凝土进行了简要介绍,希望为3D打印混凝土的后续发展与研究提供参考。 展开更多
关键词 3D打印 混凝土 流变性能 可打印性 可建造性 硬化性能 配筋
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混凝土3D打印建造的低碳性研究进展 被引量:6
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作者 夏锴伦 陈宇宁 +7 位作者 刘超 张亚梅 贾鲁涛 蔚潜 杨敏 贾子健 潘金龙 陈春 《建筑结构学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期15-33,共19页
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... 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。 展开更多
关键词 混凝土 数字建造 3D打印 低碳性
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钨尾矿粉对水泥基3D打印混凝土流变、水化及力学性能的影响
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作者 唐振中 贾鲁涛 +2 位作者 林永权 吴捷 张亚梅 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第21期169-174,共6页
采用钨尾矿粉(TTP)部分取代水泥制备3D打印低碳混凝土,研究了钨尾矿粉对复合浆体流变性能及水化特性的影响,在此基础上,通过调整外加剂用量优化打印性能,成功制备了不同钨尾矿粉掺量的3D打印低碳混凝土。结果表明:受颗粒堆积和体系总比... 采用钨尾矿粉(TTP)部分取代水泥制备3D打印低碳混凝土,研究了钨尾矿粉对复合浆体流变性能及水化特性的影响,在此基础上,通过调整外加剂用量优化打印性能,成功制备了不同钨尾矿粉掺量的3D打印低碳混凝土。结果表明:受颗粒堆积和体系总比表面积的影响,钨尾矿粉的加入会降低复合浆体的初始静态屈服应力、动态屈服应力和塑性黏度;受稀释作用的影响,钨尾矿粉的加入会降低复合浆体最初2 h内的水化放热,从而降低静态屈服应力增长速率;3D打印混凝土试件的抗压强度随钨尾矿粉掺量的增大逐渐降低,在钨尾矿粉掺量相同时,浇筑成型试件抗压强度略高于3D打印试件。当钨尾矿粉掺量在45%以内时,可制备出28 d抗压强度在30~60 MPa范围内的3D打印混凝土试件。在实际工程应用中,可根据不同场景的需求,确定适宜的钨尾矿粉掺量。钨尾矿粉具备作为3D打印低碳混凝土原材料的潜力。 展开更多
关键词 3D打印低碳混凝土 钨尾矿粉 流变 水化热 力学性能
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纤维对3D打印混凝土打印性能与力学性能的影响 被引量:13
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作者 张超 邓智聪 +8 位作者 汪智斌 侯泽宇 贾子健 王香港 贾鲁涛 陈春 孙正明 张亚梅 潘金龙 《硅酸盐通报》 CAS 北大核心 2021年第6期1870-1878,1888,共10页
为了研究纤维掺入对3D打印混凝土(3DPC)性能的影响,通过掺入聚乙烯醇(PVA)、聚丙烯(PP)纤维以及剑麻纤维,探究了纤维对3DPC流变性能、打印性能、力学性能以及孔结构的影响规律。流变性能测试结果表明,3DPC的静态屈服应力与三种纤维的掺... 为了研究纤维掺入对3D打印混凝土(3DPC)性能的影响,通过掺入聚乙烯醇(PVA)、聚丙烯(PP)纤维以及剑麻纤维,探究了纤维对3DPC流变性能、打印性能、力学性能以及孔结构的影响规律。流变性能测试结果表明,3DPC的静态屈服应力与三种纤维的掺量均呈线性上升关系,但纤维对3DPC流变性能的影响程度有所差异。打印性能测试结果表明PVA纤维的掺入会降低3DPC的可挤出性,但能明显提高挤出后混凝土的尺寸均匀性。力学性能与孔结构的测试结果表明,PP纤维对3DPC抗压强度有明显的提升效果,剑麻纤维对3DPC抗折强度有最显著的增强效果,而纤维掺量提高会降低3DPC表观密度,使内部孔隙率增加,从而导致高掺量纤维的增强效果弱于低掺量纤维。 展开更多
关键词 3D打印混凝土 纤维 流变性能 打印性能 力学性能 孔结构
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3D打印混凝土技术在新冠肺炎防疫方舱中的应用 被引量:29
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作者 王香港 王申 +4 位作者 贾鲁涛 李进 刘培善 潘金龙 张亚梅 《混凝土与水泥制品》 北大核心 2020年第4期1-4,13,共5页
以南京市江北新区防疫测控方舱为工程案例,展示了建筑3D打印技术在应对新冠肺炎疫情及类似紧急公共事件中的应用方式,探讨了3D打印技术的优势和未来的发展趋势。实践表明,建筑3D打印技术在防疫阶段具有较大的优势。利用3D打印技术进行... 以南京市江北新区防疫测控方舱为工程案例,展示了建筑3D打印技术在应对新冠肺炎疫情及类似紧急公共事件中的应用方式,探讨了3D打印技术的优势和未来的发展趋势。实践表明,建筑3D打印技术在防疫阶段具有较大的优势。利用3D打印技术进行防疫测控方舱的建造,其建造工艺简洁,生产周期短,安装便捷。构件打印过程由计算机自动控制,人工干预少,且构件以单元模块进行打印,安装用工少。目前,该类型的防疫方舱已经在南京、雄安、海门、濮州等地投入使用。 展开更多
关键词 3D打印 混凝土 防疫测控方舱
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3D打印高延性水泥基复合材料的单轴受拉和受压行为 被引量:11
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作者 朱彬荣 潘金龙 +1 位作者 周震鑫 张亚梅 《硅酸盐学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第5期844-854,共11页
为探究不同成型方式对聚乙烯(PE)高延性水泥基复合材料(ECC)单轴受拉及受压力学性能的影响,基于现浇和3D打印2种成型方式,测试了现浇ECC及打印ECC的轴心受拉及轴心抗压应力-应变关系曲线。结果表明:3D打印成型方式使得试件的极限拉伸强... 为探究不同成型方式对聚乙烯(PE)高延性水泥基复合材料(ECC)单轴受拉及受压力学性能的影响,基于现浇和3D打印2种成型方式,测试了现浇ECC及打印ECC的轴心受拉及轴心抗压应力-应变关系曲线。结果表明:3D打印成型方式使得试件的极限拉伸强度略有降低,拉伸延性却有大幅提升。纤维体积掺量不变的条件下,6 mm和12 mm纤维的混杂不会明显改变ECC的单轴抗压强度。打印ECC的抗压强度表现出明显的各向异性,其抗压强度相当于现浇ECC的60%〜70%,Z方向强度最高,义方向次之,X方向强度最低。打印ECC弹性模量无明显变化规律,义和F方向的Poisson比比现浇ECC高。建立了适用于现浇ECC和3D打印ECC的单轴受压应力•应变本构关系模型,并将模型与试验结果对比,验证该模型的准确性,为3D打印ECC构件和结构的计算分析提供了理论依据。 展开更多
关键词 三维(3D)打印 高延性水泥基复合材料 各向异性 应力-应变关系曲线
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