3D打印技術(shù)是一種先進(jìn)的制造技術(shù)，其不受產(chǎn)品結(jié)構(gòu)限制的特性決定了它在許多行業(yè)中都有足夠的用武之地。從另一個(gè)角度理解，3D打印也只是一種先進(jìn)的制造技術(shù)，是一種工具。它本身作為產(chǎn)品的價(jià)值并不高
，需要在行業(yè)應(yīng)用中實(shí)現(xiàn)價(jià)值
，是一個(gè)技術(shù)優(yōu)勢(shì)和用戶需求逐漸契合的過程。對(duì)于3D打印混凝土建筑來說
，成本
、原材料和結(jié)構(gòu)安全是其未來發(fā)展的關(guān)鍵點(diǎn)。
3D打印混凝土結(jié)構(gòu)分析
目前國內(nèi)住宅工業(yè)化PC結(jié)構(gòu)體系分為兩類，一類是全裝配式結(jié)構(gòu)
，一類是部分現(xiàn)澆部分裝配式結(jié)構(gòu)。如萬科研發(fā)裝配整體式住宅結(jié)構(gòu)體系
，實(shí)際上是從日本引進(jìn)過來
，它的梁、柱
、剪力墻都是現(xiàn)澆
，作為承重結(jié)構(gòu)；樓板為預(yù)制樓板加現(xiàn)澆疊合層半預(yù)制
；只有外墻
、樓梯、陽臺(tái)為全預(yù)制構(gòu)件
。遠(yuǎn)大住工的第五代集成住宅也與此類似
。因而從國內(nèi)目前的情況看，大部分都采用半預(yù)制結(jié)構(gòu)體系
，只有遠(yuǎn)大的可持續(xù)建筑
，采用全裝配式的鋼結(jié)構(gòu)建筑，全部是螺栓連接
，一天可搭6層
。各種新型裝配式建筑結(jié)構(gòu)體系也在不斷地出現(xiàn)。
對(duì)于3D打印的建筑模塊來說，采用無筋的結(jié)構(gòu)一方面是為了便于打印
，另一方面也是為了實(shí)現(xiàn)3D打印混凝土模塊輕、薄
、強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)
，運(yùn)用更多品種的混凝土打印出不同功能
、結(jié)構(gòu)的建筑模塊。因而3D打印混凝土的原材料來源更廣泛
、品種更繁多
，其凝結(jié)硬化和強(qiáng)度產(chǎn)生的機(jī)理也會(huì)突破傳統(tǒng)混凝土的理論范疇，耐久性
、安全性也有待研究論證
。
隨著技術(shù)不斷發(fā)展，未來甚至將出現(xiàn)巨型3D打印機(jī)，在現(xiàn)場(chǎng)打印出整棟建筑
，類似雙龍門吊樣式的3D打印機(jī)主體結(jié)構(gòu)，打印機(jī)可像塔吊一樣升降
，在最上面布置若干可變位置的桁條
，每根桁條上設(shè)置一只打印頭，根據(jù)面積大小布置十?dāng)?shù)只到數(shù)十只打印頭
。建筑豎向結(jié)構(gòu)可直接一層層往上打印
，模塊化的結(jié)構(gòu)鋼筋在現(xiàn)場(chǎng)用吊車吊到上面進(jìn)行焊接組裝，打印頭可采用類似古代夯土墻的工具一樣夾著鋼筋網(wǎng)一層一層往上堆疊混凝土
。一旦這種巨型打印機(jī)出現(xiàn)
，將會(huì)為整個(gè)商品混凝土行業(yè)帶來巨大的改變，同時(shí)對(duì)于中小型的商品混凝土企業(yè)來說
，也是一個(gè)巨大的挑戰(zhàn)
，這種用于3D打印的混凝土技術(shù)更加復(fù)雜、質(zhì)量要求更高
。
3D打印混凝土的原材料探析
3D打印混凝土與傳統(tǒng)混凝土有所不同 ，由于3D打印沒有模板，它不但要滿足快速成型的要求
，即從打印噴頭出來后快速凝結(jié)而向周圍流淌
；又要滿足層層混凝土之間的緊密連接，而不至于產(chǎn)生冷縫
，3D打印混凝土構(gòu)件或建筑才是渾然一體的
；此外還要滿足混凝土在管道內(nèi)和噴頭內(nèi)自由流動(dòng)而不堵塞管道和噴頭。這三點(diǎn)便要求3D打印混凝土與傳統(tǒng)混凝土有所不同
，其原材料和質(zhì)量要求也不一樣
。
骨料，是混凝土中占比最大的材料 ，3D打印混凝土對(duì)骨料的要求比傳統(tǒng)混凝土更高
。強(qiáng)度高、密度小、顆粒形貌接近球型的骨料是最適合3D打印混凝土使用的
，同時(shí)3D打印混凝土建筑是由一層一層的混凝土堆疊而成
，每一層混凝土都比較薄，加上3D打印機(jī)噴頭的結(jié)構(gòu)復(fù)雜
，因而要求混凝土中的骨料粒徑比傳統(tǒng)混凝土更小
，骨料最大粒徑應(yīng)在10mm以下。顆粒級(jí)配
、含泥量、有害物質(zhì)含量等指標(biāo)要求更加嚴(yán)格
。這些都是由3D打印混凝土的特殊性所決定
。
外加劑，在混凝土組成材料中占比最小，但是卻顯著改善了混凝土的性能
，3D打印混凝土要求工作性能更高，在管道內(nèi)具有優(yōu)異的流動(dòng)性
，同時(shí)從噴頭出來后又能在空氣中快速凝結(jié)
，因而必然要求外加劑具有多種功能，必須是一種復(fù)合型的超塑化劑
。另外
，3D打印混凝土所使用的材料復(fù)雜多樣，更要求其外加劑具有良好的適應(yīng)性
，形成3D打印專用
。
3D打印混凝土技術(shù)的發(fā)展，對(duì)商品混凝土行業(yè)既是一次機(jī)遇，也是前所未有的挑戰(zhàn)。只有堅(jiān)持技術(shù)創(chuàng)新，緊跟建筑技術(shù)發(fā)展潮流，才能在未來的商品混凝土市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中贏得先機(jī)，獲得持續(xù)健康的發(fā)展。
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