美国陆军发明高强度3D打印混凝土组合物,可快速建军用建筑

发表时间:2018-06-27 10:46

作为国防部下属的联邦机构,美国陆军工程兵团(USACE)已经开发并获得了一种3D打印混凝土组合物的专利,该组合物为建筑部件提供了高结构和高强度。

美国陆军发明高强度3D打印混凝土组合物,可快速建军用建筑

   美国陆军工程师研究与开发中心(Mike Jazdyk摄)
      3D打印已经存在了30多年。但是现在,随着新型可印刷材料的发展,可以构建日益复杂的零部件和产品。 USACE在开发3D打印技术方面处于领先地位,可快速建造军事和民用建筑。然而,3D建筑项目的一个重要限制因素是建造混凝土建筑物而不是水泥建筑。混凝土本质上是不均匀的,然而,混凝土由于岩石和石头的“聚集体”的存在而得到它的强度。由于其成分不均匀,混凝土堵塞机械的倾向很高。水泥是一种均质混合物,不会堵塞机器,但不具备确保建筑物在压力下不会崩塌所需的结构强度。

美国陆军发明高强度3D打印混凝土组合物,可快速建军用建筑

因此,美国军队发明了一种由固体混合物,水和各种液体混合物组成的可印刷混凝土组合物。固体混合物包括骨料,粗砂,粘合剂和细砂。粘土外加剂,粉煤灰混合物和硅灰混合物。骨料,粗砂和细砂以约1:1:1的比例混合,而粘土掺合料,粉煤灰掺合物和硅灰掺合料分别以约1.5%,10%和5%的量存在。这种固体混合物可以预包装以便随后与现场的水和液体混合物结合以形成可印刷的混凝土组合物。
      液体外加剂包括流动控制剂,增塑剂,促进剂和减缩剂。该流动控制混合物通过改变其可粘性来控制可印刷混凝土组合物的流变性。这改善了可印刷混凝土组合物在高压下的流动和泵送。增塑剂混合物通过增加可印刷混凝土组合物的组分在较低含量的水中的分散而允许降低可印刷混凝土组合物中使用的水量。减缩剂可降低干燥过程中组合物的开裂和收缩,而加速剂混合物可缩短凝固时间并增加可印刷混凝土组合物的强度。

美国陆军发明高强度3D打印混凝土组合物,可快速建军用建筑

美国陆军发明高强度3D打印混凝土组合物,可快速建军用建筑


美国陆军工程师研究与开发中心(Mike Jazdyk摄)       

这种新的可印刷混凝土组合物允许3D打印以构建需要高强度的建筑部件。一旦制备了可印刷的混凝土组合物,使用者可以在不对组合物进行进一步改性的情况下印刷结构。用户可以在可印刷混凝土组合物的层之间嵌入钢丝网等以增加稳定性。

文章来源:3D打印网


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