美國陸軍研發(fā)高強(qiáng)度混凝土組合物，用于快速3D打印建筑

2018年6月27日，南極熊從外媒獲悉，美國陸軍工程兵團(tuán)（USACE）已經(jīng)開發(fā)出一種3D打印混凝土組合物技術(shù)，并取得了相應(yīng)的專利，該混凝土組合物為建筑部件提供了高結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。

3D打印已經(jīng)存在了30多年，隨著新型可打印材料的發(fā)展，可以用于構(gòu)建日益復(fù)雜的零部件和產(chǎn)品。 USACE在開發(fā)3D打印技術(shù)方面處于領(lǐng)先地位，可快速建造軍事和民用建筑。 然而，3D建筑項(xiàng)目的一個重要限制因素是建造混凝土建筑物而不是水泥建筑。

混凝土由于巖石和石頭的“聚集體”的存在而得到它的強(qiáng)度，但混凝土本質(zhì)上是不均勻的，因此，混凝土很容易堵塞機(jī)械設(shè)備。 水泥是一種均質(zhì)混合物，不會堵塞機(jī)器，但不具備所需的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，保證其在壓力下不會崩塌。

因此，美國軍隊(duì)發(fā)明了一種由固體混合物、水和各種液體混合物組成的可打印混凝土組合物。固體混合物包括骨料，粗砂，粘合劑和細(xì)砂。粘土添加劑、粉煤灰混合物和硅灰混合物。骨料，粗砂和細(xì)砂以約1:1:1的比例存在，而粘土摻合料，粉煤灰摻合料和硅灰摻合料分別以約1.5％，10％和5％的比例存在。這種固體混合物可以預(yù)包裝以便隨后與現(xiàn)場的水和液體混合物結(jié)合以形成可打印的混凝土組合物。

液體添加劑包括流動控制劑，增塑劑，促進(jìn)劑和減縮劑。該流動控制混合物通過改變其可粘性來控制可打印混凝土組合物的流變性。這改善了可打印混凝土組合物在高壓下的流動和泵送。增塑劑混合物降低可打印混凝土組合物中使用的水量，減縮劑可降低干燥過程中組合物的開裂和收縮，而加速劑混合物可縮短凝固時間并增加可打印混凝土組合物的強(qiáng)度。

這種新的混凝土組合物可以通過3D打印技術(shù)來構(gòu)建高強(qiáng)度的建筑部件。 一旦制備了可打印的混凝土組合物，使用者可以在不對組合物進(jìn)行進(jìn)一改性的情況下打印結(jié)構(gòu)，另外還可以在混凝土組合物的層之間嵌入網(wǎng)以增強(qiáng)或穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。

編譯自：3ders