[发明专利]一种3D打印混凝土缓粘结预应力增强构件及其制备方法

权利要求书

1.一种3D打印混凝土缓粘结预应力增强构件，其特征在于，包括，3D打印混凝土层、粘性砂浆层、层间强化钢丝网和缓凝结预应力筋；

所述3D打印混凝土层设有多层，每层所述3D打印混凝土层由两条或多条并列的混凝土条构成，所述混凝土条长度相等，其中一层或者多层的所述混凝土条内部纵向方向上设有缓凝结预应力筋，所述缓凝结预应力筋两端均超出所在混凝土条；设有缓凝结预应力筋的3D打印混凝土层为含筋层；所述混凝土条由3D打印用超高性能混凝土砂浆进行3D打印制成，所述粘性砂浆层，由粘性砂浆构成；

所述层间强化钢丝网，包括网体、缠绕部和突出部，所述层间强化钢丝网垂直于水平面沿所述3D打印混凝土层纵向设置，所述层间强化钢丝网通过所述缠绕部与所述缓凝结预应力筋连接，所述网体设置在含筋层的上一层及多层，所述突出部嵌入含筋层的下一层。

2.根据权利要求1所述的一种3D打印混凝土缓粘结预应力增强构件，其特征在于，所述缓凝结预应力筋包括，钢绞线束、波纹状高分子聚乙烯护套及缓凝胶粘剂，所述钢绞线束公称直径不大于10mm；所述缓凝结预应力筋任意位置处曲率半径不小于1m；所述缓凝结预应力筋两端均超出所在3D打印混凝土层200mm；所述层间强化钢丝网的材质为镀锌钢丝，所述镀锌钢丝的直径为0.5mm，网孔1cm×1cm，网宽9cm，所述突出部的长度为2cm。

3.根据权利要求2所述的一种3D打印混凝土缓粘结预应力增强构件，其特征在于，所述缓凝结预应力筋设置在所述3D打印混凝土层的内部中线位置处；所述缓凝结预应力筋的公称直径为8.74mm；所述网体的长度等于所述钢绞线束的长度。

4.根据权利要求1-3其中一项权利所述的一种3D打印混凝土缓粘结预应力增强构件的制备方法，其特征在于，步骤如下：

步骤1、制备所述3D打印用超高性能混凝土砂浆；

步骤2、制作所述层间强化钢丝网以及所述缓凝结预应力筋；

步骤3、使用3D打印机，根据所需构件所需尺寸，打印并列的混凝土条形成所述3D打印混凝土层；

步骤4、在3D打印混凝土层上表面涂抹所述粘性砂浆形成所述粘性砂浆层；

步骤5、使用3D打印机在所述粘性砂浆层上表面继续打印所述3D打印混凝土层，根据所需构件所需尺寸，重复步骤4以及步骤5直至达到需要排布缓凝结预应力筋的层数；

步骤6、根据构件的尺寸、构件种类、力学性能，确定所述缓凝结预应力筋的平面排布位置，在所述含筋层铺设所述缓凝结预应力筋，并且在5分钟内完成铺设；

步骤7、设置所述层间强化钢丝网，所述层间强化钢丝网的网体一侧钢丝伸出6cm，将伸出的钢丝依次从所述缓凝结预应力筋的两侧各缠绕一圈，形成所述缠绕部，并且留出2cm的竖直钢丝，该竖直的钢丝为突出部，所述突出部嵌入含筋层的下层混凝土中，所述网体垂直于水平面，沿所述3D打印混凝土层纵向设置；

步骤8、根据构件的尺寸，重复步骤3、步骤4、步骤5以及步骤6，并且确保所述3D打印混凝土层与所述层间强化钢丝网结合紧密；

步骤9、在打印完成的3D打印混凝土缓粘结预应力增强构件表面覆盖塑料膜，在常温的条件进行自然养护，使其达到具有足够的自支撑能力，然后取下塑料膜，移入80℃蒸汽养护箱，通过蒸汽养护提高早期强度，从而达到张拉要求，养护72h后冷却至室温；

步骤10、对所述缓凝结预应力筋施加预应力进行张拉，施加的预应力小于200kN，并用夹片式单孔锚具固定，再次养护30天。

5.根据权利要求4所述的一种3D打印混凝土缓粘结预应力增强构件的制备方法，其特征在于，所述步骤9中，升温降温速率均不超过10℃/h。

6.根据权利要求4所述的一种3D打印混凝土缓粘结预应力增强构件的制备方法，其特征在于，所述缓凝结预应力筋以及层间强化钢丝网的铺设均可通过3D打印机进行。

7.根据权利要求4所述的一种3D打印混凝土缓粘结预应力增强构件的制备方法，其特征在于，在所述步骤9中，所述3D打印混凝土缓粘结预应力增强构件进行蒸汽养护过程中，升温的速率不超过10℃/h，在养护72h后进行冷却时，降温的速率也不超过10℃/h。