一种用于隧道衬砌模型挤出式3D打印的相似材料制造技术

技术编号:41481646 阅读:19 留言:0更新日期:2024-05-30 14:31
本发明专利技术为一种用于隧道衬砌模型挤出式3D打印的相似材料。所述相似材料包括以下重量份配比的组分:石英砂35.03‑35.38份;重晶石粉8.76‑11.1份;硅灰18.43‑32.84份;粉煤灰21.89‑36.85份;纤维0.1‑0.3份;快硬水泥0.12‑0.99份;硅酸盐水泥0.17‑1.11份;减水剂0.1‑0.8份。本发明专利技术在较低水泥含量下,以普通水泥和快硬水泥作为胶结物质,选用标准砂、重晶石粉、硅灰和粉煤灰为骨料,经过大量实验配比,得出能进行挤出式3D打印的衬砌相似材料,具有良好的挤出性、可建造性、力学参数可调整且具有一定的韧性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及3d打印和岩体工程技术,具体来说是一种用于隧道衬砌模型挤出式3d打印的相似材料。


技术介绍

1、目前我国正在建设和即将新建的隧道众多,在地下工程中,衬砌结构在防治围岩变形或坍塌发挥重要作用,因此需要研究衬砌结构在复杂地质环境中的受力特点及结构的稳定性。在地下工程结构的研究中,常利用相似理论对地下结构原型进行缩尺,构筑围岩及衬砌结构的相似模型,探究模型在不同加载环境下的力学响应特性,为工程设计、施工、维护提供理论依据。随着地下工程科技的进步,针对各类复杂的地质环境,工程技术人员设计如城门拱、三心拱、马蹄拱等众多异型衬砌结构。不规则衬砌结构对相似模型制备提出了新的要求。

2、目前,地质模型实验所用衬砌多采用模板浇筑成型,这种施工工法在工程中具有工艺简单、施工速度快等优点,但在地质模型浇筑过程中,无法发挥模板浇筑成型的优势。首先,该施工工法的核心是预制模板,模板精度及支撑刚性直接关系到模型质量,大尺度、高精度衬砌模型的模板制作加工成本十分高昂。不仅如此,模板的重复利用率极低,实验中需要的不同结构形式的衬砌结构均需要单独制作模板。其次,模本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种用于隧道衬砌模型挤出式3D打印的相似材料,其特征在于,所述相似材料包括以下重量份配比的组分:

2.根据权利要求1所述的用于隧道衬砌模型挤出式3D打印的相似材料,其特征在于,所述相似材料中相关物质的质量比为:重晶石粉/石英砂=0.25,(石英砂+重晶石粉)/(硅灰+粉煤灰)=0.80。

3.根据权利要求1所述的用于隧道衬砌模型挤出式3D打印的相似材料,其特征在于,所述重晶石粉的比重为4.51,粒径小于45μm;所述石英砂的比重为2.67,粒径小于0.42mm;所述粉煤灰的比重为2.26;所述纤维为能够被剪切打磨且不产生粉尘的纤维。

4.根据权利要...

【技术特征摘要】

1.一种用于隧道衬砌模型挤出式3d打印的相似材料,其特征在于,所述相似材料包括以下重量份配比的组分:

2.根据权利要求1所述的用于隧道衬砌模型挤出式3d打印的相似材料,其特征在于,所述相似材料中相关物质的质量比为:重晶石粉/石英砂=0.25,(石英砂+重晶石粉)/(硅灰+粉煤灰)=0.80。

3.根据权利要求1所述的用于隧道衬砌模型挤出式3d打印的相似材料,其特征在于,所述重晶石粉的比重为4.51,粒径小于45μm;所述石英砂的比重为2.67,粒径小于0.42mm;所述粉煤灰的比重为2.26;所述纤维为能够被剪切打磨且不产生粉尘的纤维。

4.根据权利要求1所述的用于隧道衬砌模型挤出式3d打印的相似材料,其特征在于,所述纤维为聚丙烯纤维,纤维长12mm;所述快硬水泥为高贝利特硫铝酸盐水泥;所述减水剂为聚羧酸减水剂,最低减水率为30%;所述粉煤灰的细度为45μm方孔筛筛余12%。

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【专利技术属性】
技术研发人员:张伟邵亚建马国伟乔金丽
申请(专利权)人:河北工业大学
类型:发明
国别省市:

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