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1、2016年第6期(總第320期)Number6in2016(TotalNo.320)混凝土Concrete實(shí)用技術(shù)PRACTICALTEeHNOLOGYdoi:10.3969/j.issn.1002—3550.2016.06.037水泥基建筑3D打印材料的制備及應(yīng)用研究藺喜強(qiáng)。張濤,霍亮,李國友,張楠,王寶華(中國建筑股份有限公司技術(shù)中心,北京101300)摘要:水泥基建筑3D打印材料主要原料是指快硬硫鋁酸鹽水泥和礦物摻合料組成的復(fù)合膠凝材料,以及尾礦機(jī)制砂,通過添加復(fù)合調(diào)凝劑和復(fù)合體積穩(wěn)定劑等制備而成,可直接泵人建筑用3D打印機(jī)中應(yīng)用于施工。試驗(yàn)結(jié)果表明制備的
2、3D打印材料具有下述特點(diǎn):早期強(qiáng)度高,后期強(qiáng)度發(fā)展穩(wěn)定,其中2h抗壓強(qiáng)度為10-20MPa,3d抗壓強(qiáng)度為40-50MPa,28d抗壓強(qiáng)度為50-60MPa;凝結(jié)時間可調(diào)節(jié),一般初凝時間為20~50min,終凝時間為30-60min;可滿足建筑3D打印施工連續(xù)性和強(qiáng)度要求。關(guān)鍵詞:3D打印材料;快硬硫鋁酸鹽水泥;凝結(jié)時間;應(yīng)用中圖分類號:TU528.01文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A文章編號:1002—3550(2016)06—0141—04Preparationandapplicationof3DprintingmaterialsinconstructionLINXiqian
3、g,ZHANGTao,HUOLiang,LIGuoyou,ZHANGNan,WANGBaohua(TechnologyCenter,ChinaStateConstructionCo.,Ltd.,BeOing101300,China)Abstract:Building3Dprintingink,themainrawmaterialiscementandsandtailings,inadditiontoaddingcoagulantadmixtures,re—tardingadmixtures,thixotropicagentsandvolumestabilizer
4、.Thematerialcanbedirectlypumpedtobuilding3Dprintersandappliedinconstruction.The3Dprintingmaterialshavehi【ghearlystrength,its2hcompressivestrengthis10-20MPaand28dayscompressivestrengthis50-60MPa.ThesettingtimeCanbeadjustedamong20-60min.Itislow—cost,rapidcoagulation,highearlystrength,g
5、oodadhe—sion,stabilityandcouldmeettherequirementsofconstruction3Dprinting.Keywords:3Dprintingmaterial;R·SAC;coagulation;application13D打印在建筑技術(shù)中的發(fā)展3D打印(3Dprinting)技術(shù)在珠寶、鞋類、工業(yè)設(shè)計、汽車、航空航天、醫(yī)療、軍工以及其他領(lǐng)域都有應(yīng)用[1】,該技術(shù)同樣引發(fā)了建筑業(yè)追捧的熱潮。3D打印建筑技術(shù)與傳統(tǒng)建筑相比,其優(yōu)勢在于:速度快,不需要使用模板,可以大幅節(jié)約成本;不需要數(shù)量龐大的建筑工人,大大提高了生產(chǎn)效率
6、;可以非常容易地打印出其他方式很難建造的高成本曲線建筑;具有低碳、綠色、環(huán)保的特點(diǎn)【2】。3D打印建筑技術(shù)可能改變建筑業(yè)的發(fā)展方向,對環(huán)保、建筑業(yè)、預(yù)拌混凝土行業(yè)帶來的改變是顯而易見【3]。2012年1月,美國航天局(NASA)出資與美國南加州大學(xué)合作,最新研發(fā)出“輪廓工藝’'3D打印技術(shù)。2013年1月,荷蘭設(shè)計師JanjaapRuijssenaars計劃采用3D打印技術(shù)建造仿莫比烏斯環(huán)的3D打印房屋。2013年1月,歐洲航天局已著手同建筑公司Forster+Parterners聯(lián)手研發(fā)在月球打印一座空間站的項(xiàng)目。計劃利用月球現(xiàn)成的土壤及其他材料通過3D打印技
7、術(shù)將其制成建筑材料,進(jìn)而完成空間站的建設(shè)[4]。2013年2月,英國設(shè)計師SoftkillDesign正著手使用3D打印技術(shù)以纖維尼龍為結(jié)構(gòu)材料建造大批量民用住房。2013年3月,荷蘭公司DAS的建筑師建造了打印機(jī),號收稿日期:2015--07--06稱將建造“第一”的3D打印運(yùn)河屋[51。2014年1月,實(shí)現(xiàn)了3D打印運(yùn)河屋組件的實(shí)際三維打印,預(yù)計將用三年時間完成組裝。2013年1月,中國上海盈創(chuàng)公司利用高強(qiáng)度等級水泥和玻璃纖維復(fù)合制造了首批3D打印建筑,引發(fā)國內(nèi)外多方關(guān)注。2015年2月,它又在蘇州工業(yè)園區(qū)展示3D打印了一棟面積1100mz的別墅和一棟6層居
8、民樓。2建筑3D打印材料