2. 2 试验测试结果
图 7 为试件粘结抗拉强度测试加载过程的加载曲线,基本表现出匀速加载。图 8 为试件剪切粘结强度测试( 实际破坏表现为弯曲强度) 加载过程中加载曲线,加载过程中有荷载明显的跳跃,表明 3D打印试件外壳出现开裂,呈现出脆性特征,最终由于内部混凝土断裂,整个试件破坏,加载结束。
试件破坏后根据现场测试发现,由于 3D 打印工艺误差,构件实际断面尺寸与设计有较大误差,为计算方便,对其断面尺寸进行简化,对实际构件取平均,近似为矩形截面,断面计算示意如图 9 所示。
在 3D 打印试件剪切强度测试时未发生剪切破坏,故只能分析 3D 打印材料的层间弯曲抗拉强度。
假定 3D 打印外壳边缘应力达到混凝土极限抗拉应力 ft时,3D 打印外壳开裂。建立弯矩和力平衡方程,可得 3D 打印层间弯曲抗拉强度。3D 打印试件粘结抗拉强度和弯曲抗拉强度测试结果分别见表 2和表 3.
3 结论
( 1) 通过对 3D 打印试件进行粘结抗拉强度测试得出,试件破坏均发生在层与层之间,得到轴心抗拉强度平均值为 0. 74N/mm2.
( 2) 在 3D 打印试件剪切强度测试时试件未发生剪切破坏,为弯曲破坏,得到的弯曲抗拉强度平均值为 0. 88N/mm2.
( 3) 3D 打印工艺等引起的试件断面不平整( 呈现波浪状) 以及试件 3D 打印过程中停歇引起的粘结强度不均衡等原因,试件强度测试值存在偏差。
参 考 文 献
[1] 葛杰,马荣全,苗冬梅,等。 3D 打印建筑技术在绿色建筑领域中的应用[J]. 城市发展研究,2015,22( 增刊1) : 1-3.
[2] 张帆。 建筑业步入 3D 打印元年[J]. 绿色环保建材,2014( 9) : 69-75.
[3] The third industrial revolution: the digitisation ofmanufacturing will transform the way goods are made-andchange the politics of jobs too[J / OL]. The Economist,( 2012-04-21 )。
[4] 李志国,陈颖,简凡捷。 3D 打印建筑材料相关概念辨析[J]. 天津建设科技,2014,24( 3) : 8-12.
[5] 马敬畏,蒋正武,苏宇峰。 3D 打印混凝土技术的发展与展望[J]. 混凝土世界,2014,61( 7) : 41-46.
[6] LE T T,AUSTIN S A,LIM S,et al. Mix design andfresh properties for high-per formance pr inting concrete[J]. Materials and Structures,2012,45 ( 8) : 1221-1232.
[7] LE T T,AUSTIN S A,LIM S,et al. Hardenedproperties of high performance printing concrete [J].Cement and Concrete Research,2012,42( 3) : 558-566.
[8] 王丽萍,徐蓉,苗冬梅,等。 苏州某试验楼项目 3D 打印实体建筑施工技术研究[J]. 施工技术,2015,44( 10) :89-100.52.