技術(shù)特征：
1.一種3d打印混凝土構(gòu)件的打印及配筋方法，其特征在于：步驟一：配制適用于3d打印結(jié)構(gòu)的混凝土，充分拌和；步驟二：根據(jù)設(shè)計(jì)要求，確定構(gòu)件的相關(guān)參數(shù)，設(shè)備的相關(guān)參數(shù)以及配筋相關(guān)參數(shù)；所述構(gòu)件的相關(guān)參數(shù)包括長(zhǎng)度、寬度以及荷載；所述設(shè)備的相關(guān)參數(shù)包括擠出頭尺寸、擠出量以及擠出速度；所述配筋的相關(guān)參數(shù)包括配筋種類(lèi)、配筋數(shù)量、配筋直徑、箍筋間距、縱筋彎起位置；步驟三：打印單層混凝土后鋪設(shè)筋格，重復(fù)打印混凝土層和鋪設(shè)筋格，直至形成完整的拼裝筋籠，最后覆蓋混凝土，形成完整的構(gòu)件。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述步驟一中混凝土的組分包括：拌合水、水泥、粗骨料、細(xì)骨料、粉煤灰、硅灰、纖維素醚、葡萄糖酸鈉和聚羧酸減水劑；所述步驟一中攪拌混凝土?xí)r無(wú)離析、泌水的現(xiàn)象，攪拌充分后,坍落度為100-160mm；打印時(shí)，混凝土連續(xù)均勻、無(wú)堵塞、無(wú)明顯的拉裂，形態(tài)保持穩(wěn)定且不倒塌；混凝土的凝結(jié)時(shí)間應(yīng)滿(mǎn)足可打印時(shí)間的要求；所述步驟一中設(shè)計(jì)的混凝土強(qiáng)度等級(jí)≥c20，且≤c50。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中，所述步驟一中配制3d打印混凝土選用硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥，并應(yīng)符合現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《通用硅酸鹽水泥》gb175的規(guī)定。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中，所述步驟一中混凝土的粗骨料選用級(jí)配合理、粒型良好，質(zhì)地堅(jiān)固的碎石或卵石，粗骨料的粒徑為5～10mm；最大公稱(chēng)粒徑≤10mm，根據(jù)實(shí)際打印設(shè)備的擠出頭的出口直徑r與筋材直徑r進(jìn)行調(diào)整，最大公稱(chēng)粒徑在三者中取最小值；粗骨料的含泥量≤1％；細(xì)骨料選用級(jí)配ⅱ區(qū)的中砂，包括河沙、海砂、機(jī)制砂及再生砂。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述步驟二中構(gòu)件的相關(guān)參數(shù)根據(jù)打印設(shè)備的尺寸確定；所述步驟二中的混凝土擠出頭尺寸根據(jù)打印的構(gòu)件的尺寸共同確定；所述步驟二中混凝土的擠出量根據(jù)構(gòu)件的尺寸共同確定，要求能夠達(dá)到每一層的高度的同時(shí)打印不中斷。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述步驟二中的一體化筋格如圖1所示；所述步驟二中的一體化筋格的縱筋的彎起角度θ根據(jù)構(gòu)件尺寸確定，當(dāng)構(gòu)件高度h＜800mm時(shí)，θ＝45
°
；當(dāng)構(gòu)件高度h≥800mm時(shí)，θ＝60
°
；縱筋的彎鉤角度和長(zhǎng)度與《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》保持一致。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述步驟二中的箍筋布置如圖2所示，箍筋肢長(zhǎng)s根據(jù)每一層混凝土的高度確定，具體長(zhǎng)度為箍筋肢插入后，超出下一層縱筋的長(zhǎng)度為一層混凝土厚度；但初始層的箍筋不伸出箍筋肢，只將縱筋與架立筋聯(lián)結(jié)即可；所述步驟二中使用的筋材包括鋼筋、復(fù)合筋。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述步驟三中的打印混凝土采用錯(cuò)縫打印，具體操作如圖3所示，不能采用改變打印方向的方式打印，保證接縫與荷載方向垂直；優(yōu)選地，步驟三的打印路徑包括圖4的打印路徑。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述步驟三中的打印層數(shù)需要根據(jù)構(gòu)件的目標(biāo)尺
寸以及打印設(shè)備共同的尺寸決定，如圖3所示，最上層為打印尺寸，向下層層遞增；打印完成后濕切；優(yōu)選地，濕切的位置比構(gòu)件尺寸略大。10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述步驟三中鋪設(shè)筋格時(shí)，將箍筋肢向下插入下一層縱筋以下，保證相鄰兩層的筋格的搭接以及混凝土的連接。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及一種3D打印混凝土構(gòu)件的打印及配筋方法，包括如下步驟：(1)配合比的確定：配制適用于3D打印結(jié)構(gòu)的混凝土，充分拌和之后，并測(cè)試相關(guān)的打印性能，需滿(mǎn)足各項(xiàng)性能要求，否則應(yīng)當(dāng)調(diào)整或重新配制，直至滿(mǎn)足要求；(2)根據(jù)設(shè)計(jì)要求，確定構(gòu)件的相關(guān)參數(shù)，設(shè)備的相關(guān)參數(shù)以及配筋相關(guān)參數(shù)；(3)打印單層混凝土后鋪設(shè)筋格，重復(fù)打印混凝土層和鋪設(shè)筋格，直至形成完整的拼裝筋籠，最后覆蓋混凝土，形成完整的構(gòu)件。該方法利用錯(cuò)縫打印的方法對(duì)3D打印混凝土結(jié)構(gòu)減輕3D打印各向異性的影響，同時(shí)配置了受拉縱筋、架立筋及箍筋一體化的配筋，形成了拼裝筋籠，提升3D打印混凝土結(jié)構(gòu)的受力性能。受力性能。受力性能。


技術(shù)研發(fā)人員：周鑫 王偉光 林鏡星 謝志煒 桑成磊 梁汝錫 廖磊 鄭皓云
受保護(hù)的技術(shù)使用者：廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司廣州供電局
技術(shù)研發(fā)日：2021.10.27
技術(shù)公布日：2022/3/4