3D打印技术用于土木工程论文

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一、3D打印技术在土木工程中的应用概述

目前的3D打印技术可以很大幅度的节约成本，并且还具有传统建筑所不具有的绿色、低碳和环保等优势。目前的3D打印技术不再需要数量非常庞大的建筑工程队伍，从很大程度上节约了劳动成本和提升了施工生产效率。而且现在的3D打印技术可以解决其他方式很难解决的高成本曲线建筑造型打印，并且其打印的强度更高，质量更加轻的混凝土建筑物。但是就目前的3D打印技术的发展现状来看，还不能够完成大体积的建筑物打印，而只能够通过打印构件来进行拼装，因此3D打印技术还无法在高层建筑中进行打印，如果要打印出几十层的建筑物，那么就需要设计出更加庞大的打印机，并且还要解决打印结构的强度问题。

二、3D打印技术在土木工程应用中的展望

首先，商品混凝土的原材料将会比现在的种类多出许多，应用的也将更为广泛，例如胶凝材料，未来可能将树脂材料、特种水泥材料，甚至是镁质胶凝材料作为其主要材料，此外，对于粗细的要求将会更加严格，以满足3D打印的实际需求，也有可能使用破碎工艺制造出现在没有的材料，并且外加剂也将会产生较大的改变，材料运用的不用将在混凝土中的作用也存在着巨大的差异。为了能够满足3D打印需求，混凝土不仅需要在空气中快速的凝结，而且其还应该具备优秀的流变性，骨料的粒径将进一步的缩小，粒径也更加趋于圆形，并且由于新型外加剂的使用，使得其能够完美的解决各层间的结合问题。其次，混凝土在配合比的设计上，可能还需要一些新的成熟的理论支撑，这是由于3D打印使用到的混凝土与传统混凝土有很大的差别，新的混凝土的各项性能也存在着巨大的差异，已经不是传统的水灰比、砂率等能够左右的，由于其性能发生了巨大的改变，如硬化能力、收缩能力等，目前的混凝土相关强度理论、水化理论等都无法应用到新的混凝土中。为了进一步的获得更耐久、更高强度、更完美的拌合物性能，需要从新的角度去进行实践，再得到新的理论，然后再不断的完善理论，找出新的配合比设计方法，并建立起相关的计算模型、硬化模型、寿命模型等。最后，由于3D打印机将会随机不间断进行工作，混凝土生产持续性上也会随着3D打印的全过程不断运转。因此整个工程施工将会在一个周期或者是一次性完成，那么这就给搅拌系统提出了很高的要求，使得整个搅拌工作能够在搅拌运输车上完成。

三、结束语

随着3D打印在未来的要求将不断的提高，那么对于生产系统的要求也将进一步的提高，如混凝土搅拌的匀质性、计量的精度、生产的效率等，所以使得商品混凝土行业的门槛也将有所提高，同时还需要经过系统化专业培训的工作人员才能够生产出更优秀的商品，才能更好的满足市场的需求。

作者:杨宇 单位：徐州工程学院土木工程学院

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