[發(fā)明專利]一種用高延性水泥基材料增韌3D打印混凝土結(jié)構(gòu)的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810007906.4
• 申請日: 2018-01-04
• 公開（公告）號: CN108590187B
• 公開（公告）日: 2023-05-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 馬國偉;王里;李之建
• 申請（專利權(quán)）人: 河北工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: E04G21/02
• 分類號: E04G21/02
• 代理公司: 天津翰林知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 12210
• 代理人: 付長杰

1.一種用高延性水泥基材料增韌3D打印混凝土結(jié)構(gòu)的方法，該方法包括如下步驟：

S1.復(fù)合結(jié)構(gòu)三維數(shù)字化模型設(shè)計(jì)：首先通過三維建模軟件或者三維掃描儀對復(fù)合梁結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)或者建模，得到擬打印的復(fù)合梁結(jié)構(gòu)三維模型的幾何結(jié)構(gòu)信息；然后將三維模型根據(jù)所要打印的復(fù)合梁結(jié)構(gòu)的幾何形式、受力條件分割成兩部分，一部分為用于打印普通混凝土的普通混凝土層，一部分為用于打印高延性水泥基材料的高延性水泥基材料增強(qiáng)層，高延性水泥基材料增強(qiáng)層和普通的混凝土層構(gòu)成復(fù)合結(jié)構(gòu)三維數(shù)字化模型；

S2.STL文件生成及修復(fù)：將高延性水泥基材料增強(qiáng)層和普通的混凝土層分別以dwg格式文件導(dǎo)出，然后分別讀入到STL文件編輯軟件中，對STL格式文件進(jìn)行修復(fù)，再導(dǎo)出各自修復(fù)后的STL格式文件；

S3.三維模型分層切片：將修復(fù)后的STL格式文件讀入進(jìn)切片軟件中，設(shè)置切片厚度，對上述修復(fù)后的STL格式文件進(jìn)行切片；

S4.打印路徑規(guī)劃設(shè)計(jì)：對上述切片進(jìn)行規(guī)劃路徑，在路徑規(guī)劃軟件中根據(jù)步驟S1中的復(fù)合結(jié)構(gòu)三維數(shù)字化模型的幾何結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)相應(yīng)的打印路徑，然后導(dǎo)出包含切片以及路徑信息的G文件；

S5.復(fù)合結(jié)構(gòu)3D打印：將上述步驟S4保存的G文件導(dǎo)入到3D打印機(jī)的程序控制系統(tǒng)中，將可3D打印的普通混凝土材料和可3D打印的高延性水泥基材料分別通過相應(yīng)的輸送設(shè)備輸送到3D打印機(jī)的材料存儲(chǔ)系統(tǒng)中，然后，啟動(dòng)3D打印機(jī)，根據(jù)所使用的混凝土材料的流動(dòng)性設(shè)定相應(yīng)3D打印機(jī)中打印噴頭的移動(dòng)速度、材料擠出速度；設(shè)置完成后，打印噴頭在程序控制系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)下按照G文件中包含的路徑信息分別將高延性水泥基材料和普通混凝土材料連續(xù)地?cái)D出、逐層堆疊以最終成型；

S6.混凝土結(jié)構(gòu)養(yǎng)護(hù)：模型結(jié)構(gòu)打印完成之后根據(jù)規(guī)范進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)、水養(yǎng)護(hù)或者高溫蒸汽養(yǎng)護(hù)，得到含有高延性水泥基材料增韌的混凝土結(jié)構(gòu)；

所述高延性水泥基材料按重量份數(shù)計(jì)其組成和含量分別為：

快硬性普通硅酸鹽水泥0.8～1.2份；

F級粉煤灰0.96～1.44份；

石英砂0.64～0.96份，所述石英砂的粒徑范圍為0.075-0.15mm；

水0.29～0.43份；

減水劑0.005-0.01份；

PVA纖維0.0017～0.0018份；

玄武巖纖維0.0043-0.0078份。

2.一種混凝土結(jié)構(gòu)，其特征在于該結(jié)構(gòu)通過權(quán)利要求1所述的用高延性水泥基材料增韌3D打印混凝土結(jié)構(gòu)的方法制備得到。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的混凝土結(jié)構(gòu)，其特征在于該混凝土結(jié)構(gòu)為矩形組合梁、單向增強(qiáng)組合板、三明治板、工字形組合梁、T形組合梁、雙向增強(qiáng)組合板、波紋狀組合板。