[发明专利]一种减少3D打印混凝土各向异性的设计和检测方法

权利要求书

1.一种减少3D打印混凝土各向异性的设计方法，其特征在于：该方法包括：

（1）设定打印路径CAD建模；

（2）设定打印路径，所述的打印路径采用非平行打印路径，即打印完成的混凝土上下层为非平行状态，存在交叉角度α，0°<α≤ 90°；

（3）设定打印材料；

（4）设定具体的打印参数，包括打印速度、打印喷头的尺寸及形状，打印层高层宽；

（5）设定打印构件的尺寸参数。

2.根据权利要求1所述的减少3D打印混凝土各向异性的设计方法，其特征在于：所述的打印路径CAD建模：是将打印喷头的行走轨迹设定为上下层之间存在交叉角度α，0°<α≤90°的行走轨迹，即第二层与第一层行走轨迹存在交叉角度α，也就是奇数层之间平行，偶数层之间平行，而奇数层与偶数层之间存在交叉角度α，如此交替往复打印混凝土层。

3.根据权利要求1所述的减少3D打印混凝土各向异性的设计方法，其特征在于：所述的设定具体的打印参数，包括打印速度、打印喷头的尺寸及形状，打印层高层宽；其中打印速度控制在8-10 m/min，而对应的螺旋喂料旋转速度为10-30 r/min，喷头挤出速度为1-10L/min，打印喷头的尺寸为5-30mm，形状为圆形挤出头，对应的打印层高层宽分别为单层混凝土打印层高为4-30mm，打印的层宽为5-30mm，打印混凝土构件总的层高为80-200mm，总的层宽为100-600mm。

4.根据权利要求1所述的减少3D打印混凝土各向异性的设计方法，其特征在于：所述的设定打印构件的尺寸参数：打印的混凝土构件尺寸应满足（300-600）×（300-600）×（100-200）mm³长方体构件。

5.根据权利要求1所述的减少3D打印混凝土各向异性的设计方法，其特征在于：所述的打印材料由以下材料混合搅拌制成：按照重量份数取水泥20-65份，矿物外掺料0.4-8份，粒径不超过5mm的机制砂23-40份，粒径不超过10mm的粗骨料25-50份，外加剂0.1-0.8份，聚合物纤维0.2-1份，水10-24份。

6.根据权利要求1所述的减少3D打印混凝土各向异性的设计方法，其特征在于：所述的矿物外掺料包括硅灰、黏土、粉煤灰、矿渣中的一种或两种以上的组合，所述的外加剂包括减水剂、增稠剂、触变剂、缓凝剂、早强剂中的一种或两种以上的组合。

7.一种减少3D打印混凝土各向异性的试件检测方法，其特征在于：该方法为：

用上述打印方法打印完成混凝土长方体构件，硬化后制成抗压检测试件和抗折检测试件，然后分别进行抗压和抗折检测，检测过程中受力加载设定为至少两种受力方向，一种为垂直于打印混凝土的加载方向，一种为平行于偶数层或奇数层的加载方向，抗压力加载速度为0.1~10KN/min，抗折力加载速度为0.1~1KN/min。

8.根据权利要求7所述的减少3D打印混凝土各向异性的试件检测方法，其特征在于：所述抗压检测试件和抗折检测试件的尺寸参数分别为：（40~160）×（40~160）×（40~160）mm³抗压试件和（40~160）×（40~160）×（100~550）mm³抗折试件。