一种利用3D打印模型进行古建筑裂缝修复的方法技术

本发明专利技术提供了一种利用3D打印模型进行古建筑裂缝修复的方法，本发明专利技术的目的是为古建筑墙体裂缝修复提供一种科学先进的精细化修缮施工方法，该方法可对墙体出现的裂缝、尤其是整体贯穿式裂缝进行修补，对于数量较多、形状不一等复杂裂缝的修补上具有很大优势；本方法采用的材料成本较低，并且部分材料可来自于古建筑物废弃砖石，装置可重复使用，施工操作简单，具有广泛的工程实践意义及应用前景。具有广泛的工程实践意义及应用前景。具有广泛的工程实践意义及应用前景。

【技术实现步骤摘要】
一种利用3D打印模型进行古建筑裂缝修复的方法


[0001]本专利技术涉及墙体裂缝修补
，特别涉及一种利用3D打印模型进行古建筑裂缝修复的方法。

技术介绍

[0002]“砖”是古建筑墙体结构中使用最普遍的建筑材料，广泛使用于明代及其以后的官式和地方建筑之中。在大兴土木的现在，用发展的眼光看待以及保护古代建筑及其蕴含的历史文化，古建筑是认知历史、传承文明的有效载体。正因如此，在古建筑的修复中，应当保持“修旧如旧”、“原真性”、“少干预”原则，在修复过程中尽可能保留古建筑的原有部分，实现古建筑物的高效和高还原性修复。
[0003]古建筑外墙一般多是采用清水砖砌筑而成，墙体砖与砖之间腻子部分是砖墙结构的墙体最易发生开裂的部分，而一旦发生地震或者因年代久远这部分极易开裂且容易发生连锁开裂，这是由于外力或者腻子粘结力变小导致的。而对于古建筑外墙裂缝的修复，通常是将全部墙体进行拆除，然后重新砌筑。这样破坏了原有墙体的历史价值，不利于历史文化的传承，所以如何高效、高还原性修复古建筑外墙裂缝是当前研究人员长期重视的课题之一。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是为古建筑墙体裂缝修复提供一种科学先进的精细化修缮施工方法，该方法可对墙体出现的裂缝、尤其是整体贯穿式裂缝进行修补，对于数量较多、形状不一等复杂裂缝的修补上具有很大优势；本方法采用的材料成本较低，并且部分材料可来自于古建筑物废弃砖石，装置可重复使用，施工操作简单，具有广泛的工程实践意义及应用前景。
[0005]为了实现上述的技术特征，本专利技术的目的是这样实现的：一种利用3D打印模型进行古建筑裂缝修复的方法，包括如下步骤：步骤一，清理墙体裂缝，将墙体缝隙内部碎石、粉末以及灰尘杂物清除；步骤二，使用裂缝扫描仪对墙体裂缝进行扫描、记录和二维重建；步骤三，使用三维建模软件系统将墙体裂缝的二维数据进行三维重建，形成裂缝三维模型；步骤四，根据裂缝三维模型由3D打印机打印出实体裂缝填充物；步骤五，利用充磁机对实体裂缝填充物进行充磁；步骤六，利用磁力的吸附性，将实体裂缝填充物在磁性浆液中顺时针以及逆时针旋转一段时间以充分挂浆；步骤七，将充分挂浆的实体裂缝填充物填充进墙体缝隙中；步骤八，使用注浆机将磁性浆液分层注入墙体裂缝填充预留缝隙对预留缝隙充分填充；
步骤九，待磁性浆液完全凝固后，使用混合泥浆进行表面还原、做旧处理。
[0006]所述3D打印机为混凝土3D打印机，其能够适用于多种直径和建筑材料的打印。
[0007]所述3D打印机所采用的打印材料由光敏树脂粉末、纳米铁粉、水泥砂浆、粉煤灰和固化剂按一定比例掺和而成。
[0008]所述磁性浆液为水性环氧树脂、水泥砂浆、纳米磁粉和减水剂搅拌均匀的混合浆液。
[0009]所述三维建模软件系统采用Amira建模软件系统。
[0010]所述混合泥浆是将破碎的墙体石块和多余的古建筑墙体材料进行磨碎后与水性环氧树脂粉末掺和制成的浆液。
[0011]所述实体裂缝填充物是用打印材料通过3D打印机打印出来的裂缝实体填充物。
[0012]本专利技术有如下有益效果：1、本专利技术通过裂缝扫描仪扫描记录，能够对墙体修复范围内的所有裂缝进行二维重建，可高效解决砖墙体裂缝数量多、形状不一等修复难点。
[0013]2、本专利技术使用的3D打印机为混凝土3D打印机，可根据具体工程要求，选用合适的建筑材料与打印直径，具有适应性强、打印精度高等优点。
[0014]3、本专利技术修复材料所用的混合泥浆使用水性环氧树脂粉末和废弃砖石经磨碎后的粉末，环氧树脂具有粘结强度高、干缩变形小、抗侵蚀能力强的特点，有利于提高修复墙体的稳定性和耐久性，而加入原建筑物附近废弃的砖石粉末则可以尽最大努力还原古建筑原貌。
[0015]4、本专利技术使用水性环氧树脂、水泥砂浆、纳米磁粉和减水剂搅拌均匀的混合浆液来充填墙体和实体裂隙填充物之间的预留缝隙，能够使浆液进入更细小的孔隙中，使浆液填充密实，同时利用磁性浆液和实体裂隙填充物的磁吸效应以及浆液和墙体的胶结作用，将实体裂隙填充物和墙体牢固的连接在一起，有效提高修复后墙体的整体稳定性。
[0016]5、本专利技术使用注浆机将磁性浆液分多层从下往上依次缓慢注浆注入预留缝隙，磁性浆液拥有自汇聚，在孔隙中具有不易分散且受磁力吸引的特点，所以注浆时浆液不会从墙体侧面溢出，避免浆液溢出破坏墙面以及造成浪费。
附图说明
[0017]下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步说明。
[0018]图1为本专利技术建筑墙体裂缝示意图。
[0019]图2为本专利技术实体裂缝填充物充磁示意图。
[0020]图3为本专利技术裂缝填充示意图。
[0021]图4为本专利技术局部裂缝填充小样示意图。
[0022]图中：墙体裂缝1，充磁机2，实体裂缝填充物3，墙体裂缝填充预留缝隙4，磁性浆液5。
具体实施方式
[0023]实施例1：请参阅图1~4，一种利用3D打印模型进行古建筑裂缝修复的方法，包括如下步骤：
步骤一，清理墙体裂缝1，将墙体缝隙1内部碎石、粉末以及灰尘杂物清除；步骤二，使用裂缝扫描仪对墙体裂缝1进行扫描、记录和二维重建；步骤三，使用三维建模软件系统将墙体裂缝1的二维数据进行三维重建，形成裂缝三维模型；步骤四，根据裂缝三维模型由3D打印机打印出实体裂缝填充物3；步骤五，利用充磁机对实体裂缝填充物3进行充磁；步骤六，利用磁力的吸附性，将实体裂缝填充物3在磁性浆液5中顺时针以及逆时针旋转一段时间以充分挂浆；步骤七，将充分挂浆的实体裂缝填充物3填充进墙体缝隙1中；步骤八，使用注浆机将磁性浆液5分层注入墙体裂缝填充预留缝隙4对预留缝隙充分填充；步骤九，待磁性浆液5完全凝固后，使用混合泥浆进行表面还原、做旧处理。
[0024]进一步的，所述3D打印机为混凝土3D打印机，其能够适用于多种直径和建筑材料的打印。因为，实际工程中，墙体裂缝的外形是不规则的，采用常规的手段是无法实现不规则外形墙体裂缝的还原，因此，借用3D打印机进行不规则墙体裂缝的打印，进而制备出相应的实体裂缝填充物3。
[0025]进一步的，所述3D打印机所采用的打印材料由光敏树脂粉末、纳米铁粉、水泥砂浆、粉煤灰和固化剂按一定比例掺和而成。通过采用上述的打印材料能够保证所打印出的实体裂缝填充物3的质量，进而满足后续墙体裂缝填充的要求。
[0026]进一步的，所述磁性浆液5为水性环氧树脂、水泥砂浆、纳米磁粉和减水剂搅拌均匀的混合浆液。
[0027]进一步的，所述三维建模软件系统采用Amira建模软件系统。通过上述的Amira建模软件系统能够很好的还原出裂缝的外形结构，保证了建模精度，进而保证了后续3D打印机打印的精度和质量。
[0028]进一步的，所述混合泥浆是将破碎的墙体石块和多余的古建筑墙体材料进行磨碎后与水性环氧树脂粉末掺和制成的浆液。通过上述的材料，能够很好的对墙体原有外貌进行真实的还原。
[0029]进一步的，所述实体裂缝填充物3是用打印材料通本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种利用3D打印模型进行古建筑裂缝修复的方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一，清理墙体裂缝（1），将墙体缝隙（1）内部碎石、粉末以及灰尘杂物清除；步骤二，使用裂缝扫描仪对墙体裂缝（1）进行扫描、记录和二维重建；步骤三，使用三维建模软件系统将墙体裂缝（1）的二维数据进行三维重建，形成裂缝三维模型；步骤四，根据裂缝三维模型由3D打印机打印出实体裂缝填充物（3）；步骤五，利用充磁机对实体裂缝填充物（3）进行充磁；步骤六，利用磁力的吸附性，将实体裂缝填充物（3）在磁性浆液（5）中顺时针以及逆时针旋转一段时间以充分挂浆；步骤七，将充分挂浆的实体裂缝填充物（3）填充进墙体缝隙（1）中；步骤八，使用注浆机将磁性浆液（5）分层注入墙体裂缝填充预留缝隙（4）对预留缝隙充分填充；步骤九，待磁性浆液（5）完全凝固后，使用混合泥浆进行表面还原、做旧处理。2.根据权利要求1所述一种利用3D打印模型进行古建筑裂缝修复的方法，其特征在于：所述3D打印机为混凝土3D打印...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘杰，王亚磊，付怡杰，宋洲玉，杨俊杰，鲍晓鹏，汪明远，刘王豪，胡格格，陈振勋，庹明民，宋郭峰，张可欣，毛琨，唐家林，
申请(专利权)人：三峡大学，
类型：发明
国别省市：