[发明专利]一种3D打印混凝土试件成型装置及成型方法

说明书

本发明公开了3D打印混凝土试件成型装置，包括模具和加料斗，模具包括底模、侧模和固定板，底模的四个角部设有底模连接孔，固定板设置在侧模上，固定板上设有固定板连接孔，侧模包括有侧模单元和定位杆，每个侧模单元为由两个U形侧板拼合而成的矩形模板，U形侧板的角部沿竖向设有侧板连接孔，定位杆设置在侧板连接孔中，并且将底模、侧模和固定板连接。加料斗的底部设有限位机构，加料斗通过限位机构架设在侧模上。采用该装置制作得到的试件的抗压强度和抗冻性能与采用混凝土3D打印机成型的试件接近。而且不需要使用混凝土3D打印机，降低了试验费用。同时避免了3D打印混凝土试件切割、磨平工艺，提高了试件力学性能和耐久性能测试精度。

技术领域

本发明涉及混凝土试件技术领域，具体为一种3D打印混凝土试件成型装置及成型方法。

背景技术

混凝土3D打印技术是利用计算机控制3D打印机，按照设定的路径将混凝土分层堆积形成建筑构件。目前，尚未有普遍认可的3D打印混凝土材料基本性能测试装置和测试方法，一般直接参考普通混凝土材料性能测试方法对3D打印混凝土进行测试，或采用3D打印机打印出3D混凝土试件，经过切割磨平处理后进行强度或耐久性能测试。前者参考普通混凝土测试方法，将制备好的3D打印混凝土浇筑至试模中，经振捣等工艺处理，成型过程与3D打印工艺不符，难以反应3D打印混凝土材料的真实性能。后者采用3D打印机直接打印，由于无模板，3D打印试件表面平整度差，不能直接用来试验测试，需要采用切割机切割平整，普通切割处理很难保证试块相邻表面的垂直度，测试进行强度测试时两受压面不平行，造成测试结果误差较大。而且该工艺需要混凝土3D打印机，价格昂贵，投入成本较大。

发明内容

本发明的目的在于提供一种3D打印混凝土试件成型装置及成型方法，以解决直接参考普通混凝土材料性能测试方法对3D打印混凝土进行测试，难以反应3D打印混凝土材料的真实性能；而采用3D打印机打印出3D混凝土试件，经过切割磨平处理后进行强度或耐久性能测试，普通切割处理很难保证试块相邻表面的垂直度，测试进行强度测试时两受压面不平行，造成测试结果误差较大，而且需要混凝土3D打印机，价格昂贵，投入成本较大的技术问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种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、侧模和固定板，所述底模的四个角部设有底模连接孔，所述固定板设置在侧模上，固定板上设有固定板连接孔，所述侧模包括有侧模单元和定位杆，每个侧模单元为由两个U形侧板拼合而成的矩形模板，U形侧板的角部沿竖向设有侧板连接孔，所述定位杆设置在侧板连接孔中，并且将底模、侧模和固定板连接；

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上。

优选地，所述侧板连接孔为通孔，所述定位杆的一端插入底模连接孔，另一端穿过侧板连接孔和固定板连接孔，进而将底模、侧模和固定板连接。

优选地，所述侧板连接孔为盲孔，所述定位杆连接在底模连接孔和侧板连接孔之间、相邻侧模单元的侧板连接孔和侧板连接孔之间、侧板连接孔和固定板连接孔之间，进而将底模和侧模单元、相邻的侧模单元、侧模单元和固定板连接。

优选地，所述模具还包括垫板，所述垫板设置在底模的底部。

优选地，所述加料斗包括储料管、活塞和压杆，所述储料管的底部设有出料口，所述压杆与活塞连接，所述活塞设置在储料管中并可在储料管中上下滑动。

优选地，所述活塞的侧壁设有密封圈。

优选地，所述限位机构包括横撑板和定位卡套，所述横撑板设置在出料口的两侧，并且横撑板的底面与出料口的下边缘平齐，横撑板上设有刻度线，所述定位卡套上开设有螺纹孔，定位卡套套在横撑板上，并且通过螺栓固定。

另外，本发明还提供一种3D打印混凝土试件成型方法，利用上述3D打印混凝土试件成型装置实现，包括以下步骤，