一种基于3D打印与喷射打印的混凝土复杂构件生产方法技术

一种基于3D打印与喷射打印的混凝土复杂构件生产方法，包括以下步骤：1)根据待打印混凝土复杂构件的设计参数，制定3D打印方案；2)根据3D打印方案，进行3D打印路径规划；3)根据规划的3D打印路径，打印若干依次堆叠的混凝土条带，形成3D打印混凝土复杂构件模板层；4)在3D打印混凝土复杂构件模板层上铺设固定增强层；5)在铺设有固定增强层的3D打印混凝土复杂构件模板层上喷射喷射混凝土，形成喷射混凝土面层，得到多层复合的混凝土复杂构件。本发明专利技术提供了一种高效的加筋增韧方法，避免3D打印过程中的钢筋笼的同步植入；本发明专利技术实现混凝土复杂构件的工业化、智能化生产，提高施工效率与智能化水平。智能化水平。智能化水平。

【技术实现步骤摘要】
一种基于3D打印与喷射打印的混凝土复杂构件生产方法


[0001]本专利技术涉及智能建造领域，具体涉及一种基于3D打印与喷射打印的混凝土复杂构件生产方法。

技术介绍

[0002]混凝土复杂构件，例如楼梯、阳台、曲面构件等，其复杂的构件形式大大增加了现场或工厂生产的模板支设难度，不适于大规模、批量化的工业化生产方式。近年来，3D打印技术逐步应用于房屋建筑、道路桥梁、地下工程等建造领域。建筑3D打印技术作为一种新型的混凝土无模成型技术，具有自动化和灵活化的建造优势，可打印造型复杂的结构或为作为后续工序的模板。然而，与传统的钢筋绑扎、模板浇筑工艺不同，3D打印的打印过程难以实现钢筋笼的同步植入，极大地限制了其工程应用。
[0003]喷射混凝土具备凝结时间短、超早强以及施工简便等特点，但其独特的施工工艺需要有模板支撑。一般可将原结构作为模板，将喷射混凝土喷射于原结构表面，与原结构形成新的整体，提高结构力学性能。因此，如何提供一种复杂混凝土构件的工业化生产方法，避免钢筋笼同步植入，同时保证复杂混凝土构件的力学性能，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种基于3D打印与喷射打印的混凝土复杂构件生产方法，包括以下步骤：
[0005]1)根据待打印混凝土复杂构件的设计参数，制定3D打印方案。
[0006]2)根据3D打印方案，进行3D打印路径规划。
[0007]3)根据规划的3D打印路径，打印若干依次堆叠的混凝土条带，形成3D打印混凝土复杂构件模板层。
[0008]4)在3D打印混凝土复杂构件模板层上铺设固定增强层。
[0009]5)在铺设有固定增强层的3D打印混凝土复杂构件模板层上喷射喷射混凝土，形成喷射混凝土面层，得到多层复合的混凝土复杂构件。
[0010]进一步，所述混凝土复杂构件包括梁构件、柱构件、墙构件、楼梯构件、阳台构件、曲面构件。
[0011]进一步，形成3D打印混凝土复杂构件模板层的步骤包括：纵向打印若干混凝土条带，使这些混凝土条带堆叠形成直立式或平卧式的混凝土复杂构件模板层。
[0012]进一步，形成3D打印混凝土复杂构件模板层的步骤包括：横向打印若干混凝土条带，使这些混凝土条带堆叠形成直立式或平卧式的混凝土复杂构件模板层。
[0013]进一步，所述固定增强层由若干支撑件相互连接而成，不同支撑件通过连接件固定。
[0014]进一步，所述支撑件的材料包括钢筋、钢丝、柔性纤维格栅。
[0015]进一步，所述柔性纤维格栅的纤维材料包括碳纤维、玻璃纤维、玄武岩纤维。
[0016]进一步，所述3D打印混凝土包括具备3D打印性能的普通混凝土、普通纤维增强混凝土、高性能混凝土、高性能水泥基复合材料、具备3D打印性能的水泥基材料、具备3D打印性能的地聚物基材料。
[0017]所述喷射混凝土包括具备喷射性能的普通混凝土、普通纤维增强混凝土、高性能混凝土、高性能水泥基复合材料、具备喷射性能的水泥基材料、具备喷射性能的地聚物基材料。
[0018]进一步，所述固定增强层至少铺设在3D打印混凝土复杂构件模板层的一个表面。
[0019]进一步，所述喷射混凝土完全覆盖固定增强层，且喷射混凝土的厚度大于dmax，dmax为预设厚度阈值。
[0020]本专利技术的技术效果是毋庸置疑的，本专利技术结合3D打印的无模成型特点与喷射打印需要模板的施工工艺要求，提供了一种基于3D打印与喷射打印的混凝土复杂构件生产方法，首先利用3D打印混凝土的灵活建造、无模成型优势，形成3D打印混凝土复杂构件模板，之后在模板上铺设钢筋或纤维增强层，最后喷射混凝土面层，形成多层复合的复杂混凝土构件。本专利技术避免了3D打印过程中的钢筋笼同步植入，提供了一种高效的加筋增韧方法，实现了复杂构件的智能化、高效化生产。
[0021]本专利技术的有益效果还包括：
[0022]1、本专利技术中，3D打印混凝土复杂构件模板层通过3D打印方式层层堆叠形成，可作为喷射混凝土和钢筋、钢丝网或纤维增强层的支撑，大量节省模板与支撑，使生产过程大为简化，生产效率高、工业化程度高；
[0023]2、本专利技术中，钢筋、钢丝网或纤维增强层与3D打印混凝土复杂构件模板层、喷射混凝土面层形成多层复合结构，保证了复杂构件的合理受力。
附图说明
[0024]图1为一种基于3D打印与喷射打印的混凝土复杂构件生产方法的生产流程图；
[0025]图2为单面铺设由钢筋绑扎形成的增强层的混凝土复杂构件的三维图；
[0026]图3为单面铺设由钢筋绑扎形成的增强层的混凝土复杂构件的俯视图；
[0027]图4为双面铺设由钢筋绑扎形成的增强层的混凝土复杂构件的三维图；
[0028]图5为双面铺设由钢筋绑扎形成的增强层的混凝土复杂构件的俯视图；
[0029]图中，3D打印混凝土复杂构件模板层1、固定增强层2、喷射混凝土面层3、3D打印混凝土101、竖向钢筋201、水平钢筋202、连接件203、喷射混凝土301。
具体实施方式
[0030]下面结合实施例对本专利技术作进一步说明，但不应该理解为本专利技术上述主题范围仅限于下述实施例。在不脱离本专利技术上述技术思想的情况下，根据本领域普通技术知识和惯用手段，做出各种替换和变更，均应包括在本专利技术的保护范围内。
[0031]实施例1：
[0032]参见图1至图5，一种基于3D打印与喷射打印的混凝土复杂构件生产方法，包括以下步骤：
[0033]1)根据待打印混凝土复杂构件的设计参数，制定3D打印方案。
[0034]2)根据3D打印方案，进行3D打印路径规划。
[0035]3)根据规划的3D打印路径，打印若干依次堆叠的混凝土条带，形成3D打印混凝土复杂构件模板层。
[0036]4)在3D打印混凝土复杂构件模板层上铺设固定增强层。
[0037]5)在铺设有固定增强层的3D打印混凝土复杂构件模板层上喷射喷射混凝土，形成喷射混凝土面层，得到混凝土复杂构件。
[0038]实施例2：
[0039]一种基于3D打印与喷射打印的混凝土复杂构件生产方法，主要
技术实现思路
见实施例1，进一步，所述混凝土复杂构件为多层复合的混凝土复杂构件。
[0040]实施例3：
[0041]一种基于3D打印与喷射打印的混凝土复杂构件生产方法，主要
技术实现思路
见实施例1
‑
2任一项，进一步，所述混凝土复杂构件包括梁构件、柱构件、墙构件、楼梯构件、阳台构件、曲面构件。
[0042]实施例4：
[0043]一种基于3D打印与喷射打印的混凝土复杂构件生产方法，主要
技术实现思路
见实施例1
‑
3任一项，进一步，形成3D打印混凝土复杂构件模板层的步骤包括：纵向打印若干混凝土条带，使这些混凝土条带堆叠形成直立式的混凝土复杂构件模板层。
[0044]实施例5：
[0045]一种基于3D打印与本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于3D打印与喷射打印的混凝土复杂构件生产方法，其特征在于，包括以下步骤：1)根据待打印混凝土复杂构件的设计参数，制定3D打印方案。2)根据3D打印方案，进行3D打印路径规划；3)根据规划的3D打印路径，打印若干依次堆叠的混凝土条带，形成3D打印混凝土复杂构件模板层；4)在3D打印混凝土复杂构件模板层上铺设固定增强层。5)在铺设有固定增强层的3D打印混凝土复杂构件模板层上喷射喷射混凝土，形成喷射混凝土面层，得到多层复合的混凝土复杂构件。2.根据权利要求1所述的一种基于3D打印与喷射打印的混凝土复杂构件生产方法，其特征在于，所述混凝土复杂构件包括梁构件、柱构件、墙构件、楼梯构件、阳台构件、曲面构件。3.根据权利要求1所述的一种基于3D打印与喷射打印的混凝土复杂构件生产方法，其特征在于，形成3D打印混凝土复杂构件模板层的步骤包括：纵向打印若干混凝土条带，使这些混凝土条带堆叠形成直立式或平卧式的混凝土复杂构件模板层。4.根据权利要求1所述的一种基于3D打印与喷射打印的混凝土复杂构件生产方法，其特征在于，形成3D打印混凝土复杂构件模板层的步骤包括：横向打印若干混凝土条带，使这些混凝土条带堆叠形成直立式或平卧式的混凝土复杂构件模板层。5.根据权利要求1所述的一种基于3D打印与喷射打印的混凝土复杂构件生产方法，其特征在于，所述固定增强层由若干支撑...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁尧，毛维浩，齐宏拓，刘界鹏，
申请(专利权)人：重庆大学，
类型：发明
国别省市：