3D打印建筑结构层间粘结强度的测试方法技术

本发明专利技术公开了一种3D打印建筑结构层间粘结强度的测试方法，包括以下步骤：采用3D打印技术，打印等宽等高等长的底层试样和顶层试样以形成混凝土构件试样；将混凝土构件试样养护并干燥后，在底层试样与顶层试样的两侧均固定连接件形成测试试样，底层试样和顶层试样同一侧的两连接件之间的间隙形成插槽；在测试试样两端分别放置倒T形测试件和T形测试件，倒T形测试件和T形测试件分别固定在加载设备的底面和上压面上并插入插槽中；通过加载设备匀速施加载荷至测试试样断裂，测量层间衔接面的面积，根据加载设备施加的最大压力值，得到层间粘结强度。本发明专利技术提出的3D打印建筑结构层间粘结强度的测试方法，其方便实施且可靠性好。

Testing method of bond strength between 3D printing structure layers

The invention discloses a method for testing the bonding strength of 3D printing building structures, including the following steps: using 3D printing technology, printing width higher long bottom sample and the top sample to form sample concrete components; concrete curing and drying will, on both sides of the bottom and the top of the sample specimen are connected two pieces form test specimens for connections between the bottom and the top gap sample specimen of the same side to form a slot; in the test samples were placed at both ends of the inverted T shaped test piece and T shaped test piece, inverted T shaped and T shaped test piece test pieces are respectively fixed on the bottom surface of the loading device and the pressure on the surface and insert a slot; through the uniform loading equipment load to the test specimen fracture, measuring layer between the area, according to the maximum pressure loading equipment applied value, get the bond strength between layers . The test method of the bonding strength between the 3D printing building structure layers proposed by the invention is convenient to implement and has good reliability.

【技术实现步骤摘要】
3D打印建筑结构层间粘结强度的测试方法
本专利技术涉及建筑材料性能检测
，尤其涉及一种3D打印建筑结构层间粘结强度的测试方法。
技术介绍
3D打印是一种根据数字化模型逐层叠加二维图形，最终成三维实体的建造方式。这种增材制造方式相较于较传统制造模式拥有更高的灵活性、多样性及经济性，已在医疗、汽车工业、模具、设计、航空航天、食物等诸多行业有所运用，也是未来技术发展的主要方向之一。在建筑领域，3D打印技术的运用将颠覆传统建筑模式的高能耗、高污染的现状，其将极大的丰富现代建筑制造模式，为我国建筑工业化指明了方向。但是，目前的3D打印技术应用仍多停留在建造结构复杂的小型构件、低层房屋等对结构性能要求不高的产品。这是由于3D打印不同于传统的支模浇筑成型，在其连续快速建造时层间密实度的局限，加上的层间材料硬化速度的差异，使得打印结构的力学性能仅依赖于丝状材料强度与图层间的结合效果。而目前建筑结构的粘结性能的测试评价方法已然不适用于3D打印的特殊层间结合方式。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于提供一种方便实施的3D打印建筑结构层间粘结强度的测试方法。为实现上述目的，本专利技术提供一种3D打印建筑结构层间粘结强度的测试方法，包括以下步骤：采用3D打印技术，打印等宽等高等长的底层试样和顶层试样以形成混凝土构件试样；将混凝土构件试样养护并干燥后，在底层试样与顶层试样的两侧均固定连接件形成测试试样，底层试样和顶层试样同一侧的两连接件之间的间隙形成插槽；在测试试样两端分别放置倒T形测试件和T形测试件，倒T形测试件和T形测试件分别固定在加载设备的底面和上压面上并插入插槽中；通过加载设备匀速施加载荷至测试试样断裂，测量层间衔接面的面积S，根据加载设备施加的最大压力值F，得到层间粘结强度P=F/S。优选地，所述插槽包括V形槽的第一插槽部以及长方体形的第二插槽部，所述倒T形测试件和T形测试件在加压前容纳于第一插槽部中。优选地，测试试样的两端分别放置倒T形测试件和T形测试件时，在倒T形测试件上方放置有倒V形垫条，在T形测试件与第一插槽部之间放置有V形垫条。优选地，所述倒V形垫条和V形垫条为软木或高分子材料。优选地，所述连接件为梯形连接件，其固定采用胶结或预埋方式。优选地，所述混凝土构件试样与第二插槽部的长度方向平行的方向为其长度方向，所述连接件的长度不小于混凝土构件试样的长度。优选地，所述倒T形测试件和T形测试件朝向测试试样一侧均为V形的测试压头，该测试压头的V形夹角小于第一插槽部的V形夹角。优选地，所述测试压头的长度不小于混凝土构件试样的长度。优选地，所述混凝土构件试样的长度不大于150mm。本专利技术提出的3D打印建筑结构层间粘结强度的测试方法，可检测实际3D打印层叠建造方式成型的结构层间衔接性能的优劣，且检测效果直观，检测结果的准确度高。另外，本测试方法还具有简单合理、操作快捷、可靠性好、设备制作使用成本低以及实用性强的优点。附图说明图1为本专利技术3D打印建筑结构层间粘结强度的测试方法在实施时的结构示意图；图2为本专利技术3D打印建筑结构层间粘结强度的测试方法制作的测试试样的结构示意图；图3为本专利技术3D打印建筑结构层间粘结强度的测试方法的流程示意图。图中，1、底层试样；2、顶层试样；3、连接件；4、倒T形测试件；5、倒V形垫条；6、T形测试件；7、V形垫条；8、测试试样。本专利技术目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。具体实施方式应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。需要说明的是，在本专利技术的描述中，术语“横向”、“纵向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，并不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。参照图1至图3，本优选实施例中，一种3D打印建筑结构层间粘结强度的测试方法，包括以下步骤：步骤S10，采用3D打印技术，打印（匀速打印）等宽等高等长的底层试样1和顶层试样2以形成混凝土构件试样；步骤S20，将混凝土构件试样养护并干燥后，在底层试样1与顶层试样2的两侧均固定连接件3形成测试试样8，底层试样1和顶层试样2同一侧的两连接件3之间的间隙形成插槽；步骤S30，在测试试样8两端分别放置倒T形测试件4和T形测试件6，倒T形测试件4和T形测试件6分别固定在加载设备的底面和上压面上并插入插槽中；步骤S40，通过加载设备向插槽两侧匀速施加载荷至测试试样8断裂，测量层间衔接面的面积S，根据加载设备施加的最大压力值F，得到层间粘结强度P=F/S。具体地，本实施例中，插槽包括V形槽的第一插槽部以及长方体形的第二插槽部，倒T形测试件4和T形测试件6在加压前容纳于第一插槽部中。测试试样8的两端分别放置倒T形测试件4和T形测试件6时，在倒T形测试件4上方放置有倒V形垫条5，在T形测试件6与第一插槽部之间放置有V形垫条7。倒V形垫条5和V形垫条7为软木或高分子材料。连接件3为梯形连接件3，其固定采用胶结或预埋方式。进一步地，混凝土构件试样与第二插槽部的长度方向平行的方向为其长度方向（即图2中Z轴方向），连接件3的长度不小于混凝土构件试样的长度，从而准确实现测量层间衔接性能。T形测试件6和倒T形测试件4均包含测试压头及测试底座。进一步地，倒T形测试件4和T形测试件6朝向测试试样8一侧均为V形的测试压头，该测试压头的V形夹角小于第一插槽部的V形夹角。连接件3的斜面角度为45°，测试压头的V形角度小于90°。进一步地，测试压头的长度不小于混凝土构件试样的长度，从而保证加载设备施加载荷时第一插槽部的侧面均匀受力。具体地，本实施例中，混凝土构件试样的长度不大于150mm，以匹配压力实验机。在测试层间强度时，在加载设备底面固定倒T形测试件4，并在倒T形测试件4顶端放置倒V形垫条5，将测试试样8沿层间衔接面竖直方向放置在倒T形测试件4上，保证倒V形垫条5的端面重合于测试试样8单侧的两个连接件3的第一插槽部；在测试试样8的另一侧放置与第一插槽部重合的V形垫条7，T形测试件6水平固定于加载设备上压面，底端置于V形垫条7正中；然后，进行轴向的压载，控制加载速率匀速，当构件试样发生破坏时，记录破坏时的最大加载力值，并测量层间衔接面的面积S，根据加载设备施加的最大压力值F，得到层间粘结强度P=F/S；反复进行多个构件试样的检测，最后，求取多个测试试样8的断裂强度的平均值。本专利技术提出的3D打印建筑结构层间粘结强度的测试方法，可检测实际3D打印层叠建造方式成型的结构层间衔接性能的优劣，且检测效果直观，检测结果的准确度高。另外，本测试方法还具有简单合理、操作快捷、可靠性好、设备制作使用成本低以及实用性强的优点。以上仅为本专利技术的优选实施例，并非因此限制本专利技术的专利范围，凡是利用本专利技术说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接或间接运用在其他相关的
，均同理包括在本专利技术的专利保护范围内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种3D打印建筑结构层间粘结强度的测试方法，其特征在于，包括以下步骤：采用3D打印技术，打印等宽等高等长的底层试样和顶层试样以形成混凝土构件试样；将混凝土构件试样养护并干燥后，在底层试样与顶层试样的两侧均固定连接件形成测试试样，底层试样和顶层试样同一侧的两连接件之间的间隙形成插槽；在测试试样两端分别放置倒T形测试件和T形测试件，倒T形测试件和T形测试件分别固定在加载设备的底面和上压面上并插入插槽中；通过加载设备匀速施加载荷至测试试样断裂，测量层间衔接面的面积S，根据加载设备施加的最大压力值F，得到层间粘结强度P=F/S。

【技术特征摘要】
1.一种3D打印建筑结构层间粘结强度的测试方法，其特征在于，包括以下步骤：采用3D打印技术，打印等宽等高等长的底层试样和顶层试样以形成混凝土构件试样；将混凝土构件试样养护并干燥后，在底层试样与顶层试样的两侧均固定连接件形成测试试样，底层试样和顶层试样同一侧的两连接件之间的间隙形成插槽；在测试试样两端分别放置倒T形测试件和T形测试件，倒T形测试件和T形测试件分别固定在加载设备的底面和上压面上并插入插槽中；通过加载设备匀速施加载荷至测试试样断裂，测量层间衔接面的面积S，根据加载设备施加的最大压力值F，得到层间粘结强度P=F/S。2.如权利要求1所述的3D打印建筑结构层间粘结强度的测试方法，其特征在于，所述插槽包括V形槽的第一插槽部以及长方体形的第二插槽部，所述倒T形测试件和T形测试件在加压前容纳于第一插槽部中。3.如权利要求2所述的3D打印建筑结构层间粘结强度的测试方法，其特征在于，测试试样的两端分别放置倒T形测试件和T形测试件时，在倒T形测试件上方放置有倒V形垫条，在T形测试件...

【专利技术属性】
技术研发人员：林家超，王军，吴雄，杨文，赵日煦，
申请(专利权)人：中建商品混凝土有限公司，中国建筑股份有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北,42