分析3D打印混凝土技术的建筑工程应用研究

分析3D打印混凝土技术的建筑工程应用研究

赵青

身份证号码：50010319880227XXXX

摘要：伴随当前我国社会经济发展速度不断提升，带动着我国各个行业的快速发展，尤其在建筑行业当中起到的作用更加明显。建筑工程施工中对先进科技技术的运用，在很大程度上提升工程施工效率和质量，本文就针对3D打印混凝土施工技术，在建筑工程中混凝土材料生产的具体应用进行分析，以此来对我国建筑施工提供参考。

关键词：3D打印技术；混凝土施工；建筑工程

在当前我国建筑行业施工和发展过程当中，对3D打印技术有效运用，有效转变了传统生产模式当中的弊端，在最近几年的发展历程当中，依靠3D打印技术在其他领域成功运用的经验，在建筑行业中也开始慢慢的对3D打印技术进行运用和结合，当前最常见的施工技术为3D打印混凝土施工技术。在建筑生产制造过程当中，通过对3D打印技术的运用，可以在很大程度上降低了产品生产周期，同时，由于该项技术的运用不需要制造，因此，在产品的生产成本方面得到了很大程度的降低，同时在小批量的生产工作中非常适用。伴随当前我国科技技术的飞速发展，建筑行业发展速度不断提升，3D打印技术的发展速度也在不断革新和进步，新型的3D打印技术也在不断被研发出来，对我国建筑行业的高速发展提供出了诸多方面的优势。

13D打印混凝土技术和工作原理

3D打印混凝土技术又诚挚为“3D立体打印技术”或者是“快速成型技术”，主要是基于3D打印技术基础之上，通过对先进技术的结合和运用，通过使用混凝土具有粘合性材料，堆积成为三维立体物体。3D打印混凝土技术中有效结合了当前数字化设计、机械制造设计、计算机技术设计以及材料科学等现代化成果，在有效推动了出了更多所可塑造的新型材料和新型系统。

简单来讲，3D打印混凝土技术主要是依照事先所设定的路线，将混凝土浇筑到制定的位置当中，通过这种方式实现了层层浇筑，实现了对整栋楼的建筑施工。从技术发展层面上来讲，首先需要将打印建筑模型导入到计算机当中，同时在计算机系统指令之下，通过对已经设置好的打印设备，在系统程序控制命令下，实现了完整的3D打印混凝土工作，如图1所示，3D打印混凝土技术是当前建筑行业中一项全新成果研究表现，同时这种3D打印混凝土技术当前还是适用在一些比较小型和简单的建筑模型当中，通过装饰和改造之后实现了整体效果的展现。在3D打印混凝土技术发展基础之上，决定硬化打印混凝土孔结构的重要因素，就是混凝土土条相互之间的连接问题，要是粘性太差，就会形成打印混凝土结构内部产生孔洞的缝隙过大，进而会影响到混凝土使用的耐久程度，因此，在实施3D打印混凝土技术的过程当中，对混凝土的养护工作非常重要的环节[1]。

图13D打印混凝土技术示意图

23D打印混凝土技术在建筑工程中的运用优势

2.1施工速度快，节省成本

从当前3D打印混凝土技术在建筑工程中的运用状况来看，其中施工速度是传统建筑施工技术将近十倍以上。通过将该项技术的有效运用到抗震救灾当中，同时在灾后重建和临时性急需灾民安置房的建设工程中，可以充分的发挥出其非常明显的优势。同时3D打印混凝土技术在进行打印过程当中，所需要的工作人员数量比较少，同时还可以在很大程度上降低了模板拆装等比较繁琐的工艺，从而实现了人工成本的节约以及对材料成本的有效管理[2]。

2.2实现自由施工与社会效益

3D打印混凝土技术主要是通过数字化与快速打印基础之上，有效实现了在整体建筑施工过程当中的一体化建设，这也是在建筑工程工业化发展的一个重要环节。在3D打印混凝土技术真正被建筑施工广泛运用之后，充分解放了建筑设计师的思维空间，建筑施工人员不需要针对如何实现建筑设计创意，或者是安排施工而烦恼，通过对3D打印混凝土技术的有效运用，实现了建筑设计师的自由发挥空间的延展。同时在社会效益方面，通过对3D打印混凝土技术的运用，在很大程度上降低了施工人员的使用量，充分营造出了一种良好施工环境，降低了噪音产生污染，实现了节能减排的良好发展理念。

2.3具体案例分析

当前在世界上很多国家，比如英国、荷兰和我国上海青浦等基本上都已经具备了3D打印房屋实施的具体案例，其中还有一些建筑正在建设过程当中，还有的建筑已经正式建造完成。本文就以上海市的青西郊野公园中，游客接待中心的房屋建造为具体案例，针对性分析了3D打印混凝土技术在建筑工程中的具体运用[3]。

在有效考虑到了混凝土施工过程中，产生的抗压性与钢筋的额抗压性能之后，先关建筑施工人员相互之间经过详细分析和研究之后，最终决定了运用3D打印混凝土技术，和现浇框架结构相结合的施工方式，来建设接待中心的墙体，通过这种建设方法主要类似于砌块墙，如图2所示，在施工过程当中必须要通过圈梁与构造柱来保证墙体的整体性。通过对3D打印混凝土技术的有效运用，可以实现将这二者之间实现更加完美的融合。不论是从材料的整体性角度上出发，还是从3D打印的施工方式上来讲，将打印墙体作为模板的方式，只是单纯在梁柱与构造柱互相交接的地方，事先预留下一个孔洞，然后在现场实施浇筑的过程当中，对孔洞进行封堵，通过这种施工方式使其成为一个有效整体，这也是一种相对比较科学的施工方法。交通因素上的限制，施工墙体本身需要进行分段处理，将分段之后的两侧设计为内凹口的形势，这样可以方便在拼接定位之后，可以直接为钢筋浇筑成为构造柱。在经过了多方面的对比工作之后，相关工作人员需要将3D打印混凝土作为预制墙体，或者是墙体中的阳台建筑，实现了局部和现浇施工的结合，通过这种方式可以在很大程度上满足了墙体结构施工的要求，真正实现了打印建筑的理念[4]。

图2打印混凝土与现浇框架结构建造示意图

3结束语：

通过本文对3D打印混凝土技术的建筑工程应用和分析，从中可以总结出，3D打印技术作为一种新型技术，在混凝土施工当中当前还是处于一种实验和发展阶段，其中还是存在一定的问题需要解决，从3D打印技术在其他行业领域发展过程中取得的成果，在建筑工程施工中表现出较大的优势性，进而可以看出3D打印技术在未来会有这非常广阔的发展前景，对我国建筑行业的快速发展提供出充分保障。

参考文献：

[1]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（7）：41~46.

[2]王子明，刘玮.3D打印技术及其在建筑领域的应用[J].混凝土世界，2015（1）：50~57.

[3]蒋佳宁，高育欣，吴雄，等.混凝土3D打印技术研究现状探讨与分析[J].混凝土，2015（5）：62~65.

[4]陶雨淳，张云峰，陈以一，等.3D打印混凝土技术在土木工程中的应用展望[J].钢结构，2014(8):1-9.

个人简介：赵青，身份证号码：50010319880227XXXX