[发明专利]一种3D打印混凝土建造性测试装置及方法

说明书

本发明提供一种3D打印混凝土建造性测试装置及方法，该装置包括支架、荷载容器、成模模具、激光位移检测仪；支架上部为支撑套，底部为底板，支撑套通过支撑杆与底板固定连接；荷载容器上部开口、底部封闭，荷载容器穿设在支撑套中；成模模具用于制作待测试的砂浆模型；激光位移检测仪包括两个激光位移传感器和一个显示屏，纵向激光传感器固定安装在所述荷载容器的侧壁上，横向激光传感器通过可移动固定装置设置在底板上，显示屏通过导线连接两个激光位移传感器。本发明可完全模拟实际过程中的打印情况，超高的还原打印过程中的变形，可以直观看出加载过程中竖向变形曲线；通过模拟不同层间打印时间间隔，可研究层间打印间隔时间对建造性的影响，为确定垂直打印速率提供参考。

技术领域

本发明属于混凝土性能测试领域，尤其涉及一种3D打印混凝土建造性测试装置及方法。

背景技术

现有文献将3D打印混凝土中的可打印性定义为水泥基材料顺利通过3D打印系统的能力。可打印性不仅是材料的一个单纯性质，它与材料的可挤出性，建造性和层间粘结强度有关。

可挤出性：新拌水泥基材料通过泵送或者螺旋挤出方式顺利通过挤出口，挤出来的条状混凝土均匀连续，不发生撕裂或者断裂的情况。

可建造性：新拌水泥基材料挤出成型后，在承受自重以及上部覆盖层的压力后，维持自身形状的能力。

层间粘结强度：打印后层与层之间粘接在一起的能力。

3D打印速率跟建造性密切联系，高的建造性适应快的打印速率，有利于加快施工速率，实现打印构件高周转。目前国内外缺乏准确测试材料建造性的设备，仅仅对材料的变形给出了简单的评价方法，很难与打印过程中的变形相比较，无法模拟打印过程中变形值，操作过程中偶然误差多，测出指标波动性大。

由此可见，现有技术无法模拟混凝土的3D打印过程，无法模拟打印过程中混凝土的变性值，且操作过程中偶然误差多，测出指标波动性大，不能准确的测试3D打印混凝土的建造性。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种3D打印混凝土建造性测试装置及其应用方法，解决上述技术问题。

本申请实现上述目的的技术方案是：

一种3D打印混凝土建造性测试装置，包括支架、荷载容器、成模模具、激光位移检测仪，所述支架上部为支撑套，底部为底板，所述支撑套通过支撑杆与底板固定连接；所述荷载容器上部开口、底部封闭，所述荷载容器穿设在所述支撑套中；所述成模模具用于制作待测试的模型；所述激光位移检测仪包括两个激光位移传感器和一个显示屏，所述纵向激光传感器固定安装在所述荷载容器的侧壁上，横向激光传感器通过可移动固定装置设置在底板上，所述显示屏通过导线连接所述两个激光位移传感器；

利用所述3D打印混凝土建造性测试装置测试3D打印混凝土竖向和横向的变形值的方法，具体步骤如下：

(1)取出成模模具制作砂浆模型，并将所述砂浆模型对齐放置在所料管下方，调整激光传感器位置，确保纵向传感器的激光竖直向下，横向传感器的激光水平，处于砂浆模型1/2高处，且与砂浆模型的中心线相交；

(2)第一次添加载荷并测量：打开激光位移检测仪，设置每次加载重量M_X，加载间隔时间T，加载次数M，称取(M_X-塑料管重量)的荷载，匀速加入塑料管中，读取激光位移检测仪的示数并记录；

(3)第二次加载并测量：根据步骤(2)，称取M_X重量的荷载，加入塑料管；

(4)重复操作步骤(3)，直至加载次数达到M次，再读取激光位移检测仪的示数并记录；