[发明专利]一种3D打印混凝土试件成型装置及成型方法

权利要求书

1.一种利用3D打印混凝土试件成型装置进行3D打印混凝土试件成型的方法，其特征在于：

所述3D打印混凝土试件成型装置包括模具和加料斗，所述模具包括底模（1）、侧模（2）和固定板（3），所述底模（1）的四个角部设有底模连接孔（101），所述固定板（3）设置在侧模（2）上，固定板（3）上设有固定板连接孔（31），所述侧模（2）包括有侧模单元（21）和定位杆（22），每个侧模单元（21）为由两个U形侧板（211）拼合而成的矩形模板，U形侧板（211）的四个角部沿竖向设有侧板连接孔（212），所述定位杆（22）设置在侧板连接孔（212）中，并且将底模（1）、侧模（2）和固定板（3）连接；

所述加料斗的底部设有限位机构，所述加料斗通过限位机构架设在侧模（2）上；

所述加料斗包括储料管（5）、活塞（6）和压杆（7），所述储料管（5）的底部设有出料口（8），所述压杆（7）与活塞（6）连接，所述活塞（6）设置在储料管（5）中并可在储料管（5）中上下滑动；

所述活塞（6）的侧壁设有密封圈（9）；

所述限位机构包括两块横撑板（11）和两个定位卡套（12），所述两块横撑板（11）分别设置在出料口（8）的两侧，横撑板（11）上设有刻度线，所述两个定位卡套（12）上均开设有螺纹孔（13），两个定位卡套（12）分别套在两块横撑板（11）上，并且通过螺栓（14）固定，布料时通过调节螺栓（14）旋入螺纹孔（13）的深度，使两块横撑板（11）在同一条直线上，从而保证加料斗在布料时沿着U形侧板（211）的条边运动；

所述3D打印混凝土试件成型的方法包括以下步骤：

步骤一、将底模（1）和第一层的侧模单元（21）上涂刷脱模剂，安装底模（1）和第一层的侧模单元（21），形成第一层空腔；

步骤二、将配制好的混凝土注入加料斗中；

步骤三、将加料斗放置在第一层的侧模单元（21）上，两块横撑板（11）分别放置在两个U形侧板（211）的长边上，出料口（8）与一个U形侧板（211）的一条短边接触，推动压杆（7），同时推动横撑板（11），使加料斗沿U形侧板（211）的长边方向移动，所灌注的混凝土与U形侧板（211）的另一条短边接触时停止挤料，通过调节定位卡套（12）来调整布料方向，将混凝土按照设定的路径和宽度灌注入第一层空腔中，所述设定的路径呈U形或S形；

步骤四、将第二层的侧模单元（21）叠放在第一层的侧模单元（21）上；

步骤五、重复步骤二至三，将混凝土按照设定的路径和宽度灌注入上层空腔中；

步骤六、重复步骤四至五，将混凝土注入上层的空腔中，直至混凝土灌注至设定层数；

步骤七、最后将混凝土试件养护至设定龄期，拆除模具。

2.根据权利要求1所述的一种利用3D打印混凝土试件成型装置进行3D打印混凝土试件成型的方法，其特征在于：所述步骤三之前挤出少量混凝土，并且用刮尺将已挤出的混凝土刮平。

3.根据权利要求1所述的一种利用3D打印混凝土试件成型装置进行3D打印混凝土试件成型的方法，其特征在于：所述侧板连接孔（212）为通孔，所述定位杆（22）的一端插入底模连接孔（101），另一端穿过侧板连接孔（212）和固定板连接孔（31），进而将底模（1）、侧模（2）和固定板（3）连接。

4.根据权利要求1所述的一种利用3D打印混凝土试件成型装置进行3D打印混凝土试件成型的方法，其特征在于：所述侧板连接孔（212）为盲孔，所述定位杆（22）连接在底模连接孔（101）和侧板连接孔（212）之间、相邻侧模单元（21）的侧板连接孔（212）和侧板连接孔（212）之间、侧板连接孔（212）和固定板连接孔（31）之间，进而将底模（1）、侧模（2）和固定板（3）连接。

5.根据权利要求3或4所述的一种利用3D打印混凝土试件成型装置进行3D打印混凝土试件成型的方法，其特征在于：所述模具还包括垫板（4），所述垫板（4）设置在底模（1）的底部。