美國陸軍研發(fā)高強(qiáng)度混凝土組合物，用于快速3D打印建筑

2018年6月27日，南極熊從外媒獲悉，美國陸軍工程兵團(tuán)（USACE）已經(jīng)開發(fā)出一種3D打印混凝土組合物技術(shù)，并取得了相應(yīng)的專利，該混凝土組合物為建筑部件提供了高結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。

3D打印已經(jīng)存在了30多年，隨著新型可打印材料的發(fā)展，可以用于構(gòu)建日益復(fù)雜的零部件和產(chǎn)品。 USACE在開發(fā)3D打印技術(shù)方面處于領(lǐng)先地位，可快速建造軍事和民用建筑。 然而，3D建筑項(xiàng)目的一個(gè)重要限制因素是建造混凝土建筑物而不是水泥建筑。

混凝土由于巖石和石頭的“聚集體”的存在而得到它的強(qiáng)度，但混凝土本質(zhì)上是不均勻的，因此，混凝土很容易堵塞機(jī)械設(shè)備。 水泥是一種均質(zhì)混合物，不會(huì)堵塞機(jī)器，但不具備所需的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，保證其在壓力下不會(huì)崩塌。

因此，美國軍隊(duì)發(fā)明了一種由固體混合物、水和各種液體混合物組成的可打印混凝土組合物。固體混合物包括骨料，粗砂，粘合劑和細(xì)砂。粘土添加劑、粉煤灰混合物和硅灰混合物。骨料，粗砂和細(xì)砂以約1:1:1的比例存在，而粘土摻合料，粉煤灰摻合料和硅灰摻合料分別以約1.5％，10％和5％的比例存在。這種固體混合物可以預(yù)包裝以便隨后與現(xiàn)場(chǎng)的水和液體混合物結(jié)合以形成可打印的混凝土組合物。

液體添加劑包括流動(dòng)控制劑，增塑劑，促進(jìn)劑和減縮劑。該流動(dòng)控制混合物通過改變其可粘性來控制可打印混凝土組合物的流變性。這改善了可打印混凝土組合物在高壓下的流動(dòng)和泵送。增塑劑混合物降低可打印混凝土組合物中使用的水量，減縮劑可降低干燥過程中組合物的開裂和收縮，而加速劑混合物可縮短凝固時(shí)間并增加可打印混凝土組合物的強(qiáng)度。

這種新的混凝土組合物可以通過3D打印技術(shù)來構(gòu)建高強(qiáng)度的建筑部件。 一旦制備了可打印的混凝土組合物，使用者可以在不對(duì)組合物進(jìn)行進(jìn)一改性的情況下打印結(jié)構(gòu)，另外還可以在混凝土組合物的層之間嵌入網(wǎng)以增強(qiáng)或穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。

編譯自：3ders