建筑工程墙体新轮廓工艺施工关键技术研究

摘要

二十一世纪是信息的时代，各行各业正逐步向智能化发展，土木建筑业也正在步入数字化时代。以前，数字化建造的概念被理解为在计算机软件平台上虚拟建造建筑物，构建建筑信息模型，从而处理和解决建筑在设计阶段可能隐藏的问题。随着研究的不断深入，数字化的概念得到了突破性的扩展，例如正在兴起的3D打印混凝土技术，可以实现无需模板自动建造各种建筑结构，彻底颠覆传统施工工艺劳动密集的模式。
　　本文通过文献调研指出3D打印混凝土是一种基于轮廓成型工艺的建造技术，是通过喷嘴将混凝土材料按照预先设定的行走程序逐层挤出堆积层叠形成的结构;轮廓成型工艺因材料工艺等多种原因目前无法应用于带钢筋骨架的混凝土结构，为探索解决这一问题的办法，本文提出了一种新形式的打印方式，即新轮廓工艺，并对其中的打印材料及其与钢筋的粘结性能等关键技术进行了研究。
　　本文通过对混凝土材料配合比设计、新老混凝土界面粘结性能、钢筋与混凝土粘结强度进行理论研究，确定了一种适用的打印混凝土材料，分析了材料的配合比以及减水剂、速凝剂的掺量对新拌砂浆性能的影响，确定了一组适用于本课题研究的最佳配合比参数，同时测定了分层叠加形成的硬化立方体试件与传统浇筑方式形成的硬化立方体试件之间的抗压、抗折强度对比，通过重物试验测定了带筋轮廓中的钢筋与打印混凝土的粘结强度。
　　本文还对这一带钢筋轮廓的新型工艺进行了理论分析与探索研究，通过计算对带筋轮廓作为永久性模板时在填充混凝土的施工阶段进行了结构受力分析，按是否考虑钢筋与混凝土的粘结强度分情况分析了保证施工安全的外支撑布置，通过文献研究探讨了充填混凝土与带筋轮廓的结合整体性，并指出了当前国内外为增强其粘结性能常用的措施，以期为后续进一步展开深入的研究奠定基础。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 3D打印技术研究背景及意义

1．1．1 研究背景

1．1．2 研究意义

1．2 国内外研究现状

1．2．1 国外研究现状

1．2．2 国内研究现状

1．2．3 3D打印建筑技术面临的问题

1．3 主要研究内容、方法和技术路线

1．3．1 主要研究内容

1．3．2 主要研究方法

1．3．3 技术路线

第二章 相关理论研究，轮廓工艺综述及调整

2．1 高性能混凝土的配合比设计概述

2．2 新老混凝土的界面粘结性能概述

2．3 钢筋与混凝土粘结强度理论研究

2．3．1 粘结作用的概念及机理

2．3．2 粘结强度的计算

2．3．3 粘结强度的影响因素

2．4 轮廓工艺综述及调整

第三章 试验材料及试验方法

3．1 试验材料选择及性能指标

3．2 试验方法

3．2．1 流动度试验

3．2．2 砂浆凝结时间试验

3．2．3 混凝土试件抗压强度试验

3．2．4 混凝土试件抗折强度试验

3．3 本试验所用设备介绍

第四章 打印混凝土轮廓的材料制备

4．1 流动度试验方案

4．1．1 正交试验混凝土设计参数的选取

4．1．2 试探性试验

4．1．3 正交试验方案的确定

4．2 流动度试验结果与分析

4．3 凝结时间试验

4．3．1 原始试验数据

4．3．2 试验数据处理及分析

4．4 本章小结

第五章 带筋轮廓层力学性能研究

5．1 引言

5．2 抗压强度试验

5．2．1 试验仪器和设备

5．2．2 试件制作及养护

5．2．3 试验过程记录

5．2．4 试验结果计算与分析

5．3 抗折强度试验

5．3．1 试验原理

5．3．2 试验仪器及设备

5．3．3 试件成型及养护

5．3．4 试验结果计算及分析

5．4 粘结强度试验

5．4．1 试验原理

5．4．2 试验加载制度及加载方式

5．4．3 试件成型及养护

5．4．4 试验过程记录及结果分析

第六章 新轮廓工艺的填芯

6．1 填充混凝土时外轮廓结构受力分析探讨

6．2 打印混凝土与钢筋的粘结作用分析

6．3 填充混凝土与外轮廓结合性能的相关文献分析

6．4 本章小结

第七章 结论和展望

7．1 结论

7．2 展望

致谢

参考文献

作者简介