青島農(nóng)業(yè)大學建筑工程學院在建筑材料3D打印方面取得重要進展

2022年，青島農(nóng)業(yè)大學建筑工程學院青年教師陳明旭博士在建筑材料3D打印方向取得重要進展，作為第一和通訊作者在中科院一區(qū)、Top期刊《Additive manufacturing》（IF=10.998）發(fā)表題為“Rheology and shape stability control of 3D printed calcium sulphoaluminate cement composites containing paper milling sludge”的重要研究成果。該期刊主要刊登智能制造方面最新科研成果，學術影響力在工程制造（Engineering: Manufacturing）領域排名第一。青島農(nóng)業(yè)大學為第一作者和通訊作者單位。

增材制造或3D打印技術由于具有設計自由、施工周期快等優(yōu)點，已初步應用于土木與結構工程領域。與傳統(tǒng)的制造方法相比，3D打印技術無需借助模板，通過擠出系統(tǒng)即可制備三維實體結構。而對于膠凝材料而言，這種技術要求打印材料漿體具有可控的可打印性，包括可擠出性、可建造性和建造時間等，以精確構建三維結構。

該成果針對水泥基3D打印材料打印結構不穩(wěn)定和流變性能難以調控等技術難題，通過在硫鋁酸鹽水泥基材料中引入固體廢棄物（造紙污泥），采用旋轉和震蕩剪切方式并利用其材料特性調控打印漿體的流變性能來降低打印變形，精確控制打印結構。研究表明，打印漿體的觸變性能是影響打印結構建立的關鍵因素，并揭示了漿體從線性粘彈區(qū)到非線性粘彈區(qū)內流動狀態(tài)及結構變形的影響機制。同時，將固體廢棄物應用于建筑材料中，實現(xiàn)碳封存，有利于促進固體廢棄物的資源化利用，為實現(xiàn)3D打印可持續(xù)綠色建筑材料和景觀材料奠定基礎。

陳明旭，工學博士，2021年入職青島農(nóng)業(yè)大學建筑工程學院，研究方向為混凝土3D打印、固體廢棄物資源化利用。近年來，圍繞建筑材料3D打印方向以第一作者在《Composites Part B-Engineering》、《Additive Manufacturing》、《Construction and Building Materials》等學術期刊發(fā)表SCI論文10余篇，授權發(fā)明專利8項。該研究得到了國家自然科學基金面上項目的資助。

文章鏈接：https://doi.org/10.1016/j.addma.2022.102781



來源：青島農(nóng)業(yè)大學