[發明專利]一種3D打印鋼筋混凝土墻體的構造及其施工方法

在審

• 申請號: 202110013682.X
• 申請日: 2021-01-06
• 公開（公告）號: CN112746743A
• 公開（公告）日: 2021-05-04
• 發明（設計）人: 裴強;胡順彩;吳聰;秦樂
• 申請（專利權）人: 大連大學
• 主分類號: E04G21/02
• 分類號: E04G21/02;E04B2/56;E04C5/06;B33Y10/00;B33Y30/00;B33Y80/00
• 代理公司: 大連智高專利事務所(特殊普通合伙) 21235
• 代理人: 李猛

本發明公開了一種3D打印鋼筋混凝土墻體的構造及其施工方法，所述墻體構造包括混凝土、細鋼筋網、建筑鋼筋和灰砂漿，所述的細鋼筋網等間隔設置在混凝土中，細鋼筋網的兩側均布孔口、且上下層細鋼筋網的孔口對齊，所述的建筑鋼筋通過孔口固定在混凝土的兩側，所述的混凝土的兩側抹灰砂漿。本發明的構造形式相對簡潔，可以做到連續打印，方便快捷，提高了打印建造的效率，降低了原材料的損耗以及不必要的浪費。本發明所打印的墻體工程力學性能可以更大限度的接近布置豎向鋼筋的常規鋼筋混凝土墻體，以進一步提升拓展3D打印技術在建筑工程中的運用。本發明在保證墻體整體性以及墻體承重能力的同時亦能滿足各類建筑墻體外形打印的需求。

技術領域

本發明屬于3D混凝土打印技術領域，更具體的說是涉及一種3D打印鋼筋混凝土墻體的構造及其施工方法。

背景技術

3D打印作為一項發展應用迅速的新型科技，因其具有成型快速及自動化程度高等優點而被廣泛應用于教育、醫療、制造和航天等領域。傳統制造不能實現的異形結構或難實現的復雜結構，3D打印均可實現，因此可以說3D打印是一場技術革命。近些年，3D打印也越來越多的應用于建筑領域，充分發揮了它的優勢，不僅智能環保安全快捷，而且結合新型建筑材料可實現就地取材、降低造價，具有廣闊的發展前景。

但是，現有建筑3D打印技術中無法實現鋼筋的打印，且在打印的混凝土中難以布設豎向鋼筋，僅能打印簡單的墻體結構，這使得結構的整體性能受到限制，進而一定程度約束了3D打印在建筑領域的發展。在3D打印建筑設計師們的開發下，現有的3D打印鋼筋混凝土墻體大多只是將墻體的一部分用3D技術進行打印，其余部分還需后續再澆筑混凝土，費時費力工序繁瑣，這就難以體現和發揮3D打印智能連續建造的優勢，因而不能稱為完全意義上的3D打印建造。

發明內容

為解決現有技術存在的上述問題，本發明要設計一種無需繁瑣的工序、能實現連續不間斷的3D打印，同時能夠提高墻體的整體性能的3D打印鋼筋混凝土墻體的構造及其施工方法。

為了實現上述目的，本發明的技術方案如下：一種3D打印鋼筋混凝土墻體構造，包括混凝土、細鋼筋網、建筑鋼筋和灰砂漿，所述的細鋼筋網等間隔設置在混凝土中，細鋼筋網的兩側均布孔口、且上下層細鋼筋網的孔口對齊，所述的建筑鋼筋通過孔口固定在混凝土的兩側，所述的混凝土的兩側抹灰砂漿；所述的混凝土為3D打印的混凝土。

進一步的，所述的細鋼筋網為預制細鋼筋網，細鋼筋網的平面形狀與欲打印墻體的水平面形狀相同，細鋼筋網的短邊寬度與欲打印墻體的厚度一致、長邊長度與欲打印墻體的長度一致。細鋼筋網網格形狀為三角形。細鋼筋網兩側的孔口的直徑比建筑鋼筋的直徑大5～10mm，兩個相鄰孔口之間的間距小于 50cm。

進一步的，所述的灰砂漿的厚度大于建筑鋼筋直徑5.0±0.5mm。

進一步的，所述的細鋼筋網相鄰上下層之間的高度h為5.0±0.5cm。

一種3D打印鋼筋混凝土墻體構造的施工方法，包括以下步驟：

A、根據實際工程設計圖紙確定的實際打印墻體的厚度尺寸和形狀，預制相同寬度和形狀的細鋼筋網；

B、3D打印設備設置好打印路徑和打印高度h，對打印墻體區域地面進行硬化處理；

C、3D打印設備從墻底標高開始打印，打印的混凝土堆疊到高度h時，3D 打印機進入短暫停時間；

D、立即將預制的細鋼筋網放置在此高度墻體上；放置時要將墻體厚度與細鋼筋網的寬度對齊，并使得細鋼筋網外緣的孔口剛好緊貼兩側墻體并伸在墻體兩側外；

E、3D打印設備在細鋼筋網上方開始打印，打印的混凝土堆疊到高度h時， 3D打印機進入短暫停時間；

F、按步驟D的方法立即放置細鋼筋網，同時將細鋼筋網的孔口對準下層的細鋼筋網的孔口；