[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

说明书

本发明公开了一种3D打印混凝土缓粘结预应力增强构件及制备方法，该构件包括，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，3D打印混凝土层由并列的混凝土条构成，混凝土条内部纵向方向上设有缓凝结预应力筋；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，其组分包括：细砂、标号P·II52.5或以上的硅酸盐水泥、矿渣粉、硅灰、钢纤维、葡萄糖酸钠缓凝剂、淀粉醚、纤维素醚、触变润滑剂、聚羧酸系减水剂与水；本发明采用缓凝结预应力筋与3D打印混凝土结合，运用缓凝结预应力筋，在较少增加重量和厚度的前提下提高了3D打印混凝土抗裂性能和层间强度，提高了3D打印混凝土建筑承载力。

技术领域

本发明涉及3D打印混凝土领域，特别是涉及一种3D打印混凝土缓粘结预应力增强构件及其制备方法。

背景技术

3D打印是作为一种近年崛起的高新技术，已在模具制造、工业设计等领域取得较多成果，在建筑等领域的运用方兴未艾。而3D打印混凝土技术更是3D打印的一种全新尝试，有着巨大的发展空间，必将成为建筑工程发展史上的重大转折点。广泛地研究和推广3D打印混凝土技术，可以极大地推动建筑领域机械化、智能化、个性化以及绿色化的进程，甚至将大幅改变传统的建筑领域。

但是，现有的3D打印混凝土建筑，由于其各向同性差，导致打印混凝土缺乏整体性，使3D打印建筑的承载能力较低，无法满足部分房屋或构筑物中墙体的承载能力要求。因此，现有的3D打印混凝土技术，仍无法广泛地运用于一般混凝土建筑物。为推广3D打印混凝土技术，找到提高3D打印混凝土构件力学性能的方法是必要的。

缓粘结预应力是一种介于有粘结与无粘结预应力的新型混凝土技术，施工阶段可以如无粘结预应力技术一样自由拉伸预应力钢绞线，经养护后可达到与有粘结预应力相同的粘结强度。施工灵活，强度可靠，应用范围较广，在国际上得到了广泛的研究和应用。

3D打印技术为缓凝结预应力筋布置的自动化、机械化提供了有利的条件，将进一步扩展缓凝结预应力技术的应用范围。同时缓凝结预应力筋与 3D打印混凝土的结合，将有效提高3D打印混凝土的抗裂性能及整体性，提高其抗弯承载能力。并为钢筋加固3D打印混凝土提出了大胆设想，有望促进3D打印混凝土的广泛运用。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种3D打印混凝土缓粘结预应力增强构件及其制备方法，可以大幅提升3D打印构件及建筑的结构强度和结构承载能力。

为实现上述的目的，本发明提供如下的技术方案：

本发明公开了一种3D打印混凝土缓粘结预应力增强构件，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。

优选的，所述3D打印用超高性能混凝土砂浆按照重量百分比计算，包括以下组分：细砂45.0％、标号P·II52.5或以上的硅酸盐水泥30.0％、矿渣粉11.0％、硅灰9.0％、钢纤维5.0％、葡萄糖酸钠缓凝剂0.095％、淀粉醚0.0025％、纤维素醚0.0025％、触变润滑剂0.09％、聚羧酸系减水剂0.81％与水9％；

所述粘性砂浆选用：环氧树脂改性砂浆、氯丁胶乳改性砂浆、纤维增强砂浆或稀释的3D打印用超高性能混凝土砂浆。