[实用新型]一种带有微波养护功能的混凝土3D打印设备

说明书

本实用新型涉及一种带有微波养护功能的混凝土3D打印设备，包括：混凝土打印模块，用以实现混凝土3D打印；微波养护模块，与所述混凝土打印模块同步移动，用以对3D打印混凝土实现微波养护；控制器，分别连接所述混凝土打印模块和微波养护模块，用以提供工作指令。与现有技术相比，本实用新型将3D混凝土打印与微波养护相结合，通过微波加热使混凝土快速凝结硬化，从而达到理想的打印形状，解决了3D打印过程中混凝土不易成型的问题。

技术领域

本实用新型属于土木工程领域，尤其是涉及一种带有微波养护功能的混凝土3D打印设备。

背景技术

混凝土是当代建筑中使用量最大、范围最广的建筑材料，其发展有200年的历史，已成为当代社会使用量巨大的建筑工程材料，对建筑工程贡献巨大。但是，传统建筑技术中，混凝土的使用又会产生很高比例的建筑垃圾。中国每年会产生约6亿吨的建筑垃圾，加之人力成本的增加，作为混凝土使用量极高的建筑行业将迎来一次巨大的挑战。所以，需要在建筑行业中，开发一种新型的施工材料及施工技术替代传统的施工工艺，从而减少以混凝土为主的建筑垃圾的生成量。近年来，新兴的结合了3D打印技术的3D打印混凝土及其施工技术的出现，成为建筑领域的一大创新，以增材制造为主要特点来减少混凝土类建筑垃圾的生成量，必将掀起未来建筑领域的技术革命。

传统混凝土现场施工通常采用模筑法施工，并采用传统的养护方式进行混凝土的后期养护。

模筑法是通过在浇筑混凝土之前按照混凝土构件的外形尺寸架立模板，再向模板中浇筑混凝土并进行振捣，从而使得混凝土在模板的约束下形成预期的构件尺寸。随着模板内混凝土的水化反应的进行，混凝土的强度随时间推移不断提高，当混凝土达到一定强度后，可将模板拆除，获得表面平整度较高的混凝土构件。但采用模筑法具有一系列尚待改进之处：(1)模板的搭建需要耗费大量的人力，机械化程度低，施工效率慢。(2)模板由于尺寸形状固定，难以完成外形复杂的混凝土构件的浇筑。(3)模板周转易耗损，带来材料的消耗与浪费。

3D打印混凝土技术是在无模板的情况下，将混凝土通过分层打印，逐层叠加的方式运用于结构构件的建造。基本的打印过程是将构件的三维模型在软件中进行切割分层，从而得到不同层的二维数据，再依据不同层的二维数据进行混凝土打印头的定位和移动，并在打印头的移动的过程中进行混凝土的打印，从而通过逐层打印，分层堆叠的机械化施工方式完成混凝土构件的建造。相比模筑法混凝土，3D打印混凝土具有以下优势：(1)机械化与自动化程度高，大量节省了人工，显著提高施工效率。(2)不需要额外进行模板支护，减少了施工的工作量，缩短施工时间。(3)可完成复杂几何外形的混凝土构件的建造。

但目前3D打印混凝土施工中常出现混凝土通过喷嘴挤出后不能立即成型，容易发生塑性垮塌的现象。这是由于混凝土水化反应发展缓慢、混凝土凝结时间长、早期强度低导致的。

混凝土养护是加速混凝土水化进程的核心技术之一，通过良好的养护方式可以使得混凝土的各龄期强度得到充分的发展，减少混凝土收缩，减少混凝土的开裂。传统的养护方式常用的有洒水自然养护、喷涂薄膜养护及塑料薄膜包裹养护等几种方法。但这几种方式都有以下的局限性：(1)是在常温的养护条件下对混凝土进行养护，导致混凝土的水化反应速度较缓慢，无法在较短的时间内达到较高的强度，混凝土的早期强度较低；(2)整个混凝土养护的过程耗时久，人工投入大；(3)养护方式针对传统工艺开发，对于无模板3D打印混凝土技术尚未出现有针对性的养护技术。

实用新型内容

本实用新型的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种带有微波养护功能的混凝土3D打印设备。

本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种带有微波养护功能的混凝土3D打印设备，包括：

混凝土打印模块，用以实现混凝土3D打印；

微波养护模块，与所述混凝土打印模块同步移动，用以对3D打印混凝土实现微波养护；