本發(fā)明屬于3d打印砂漿的強(qiáng)度預(yù)測方法，尤其涉及一種3d打印砂漿的抗壓強(qiáng)度的預(yù)測模型。

背景技術(shù)：

1、隨著增材制造技術(shù)的發(fā)展，3d打印砂漿作為一種新型建筑材料，結(jié)合了傳統(tǒng)水泥基材料與先進(jìn)的3d打印技術(shù)，具有復(fù)雜構(gòu)件成型、高效率、節(jié)約材料等優(yōu)勢。引入三維多孔石墨烯(3d-pg)可以進(jìn)一步增強(qiáng)砂漿的力學(xué)性能和功能特性。然而，由于3d打印過程中的層間結(jié)合、打印參數(shù)等因素的影響，預(yù)測不同3d-pg含量下28天齡期3d打印砂漿的抗壓強(qiáng)度具有一定的復(fù)雜性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對當(dāng)前技術(shù)的局限性，本發(fā)明旨在解決的核心問題是開發(fā)一種既簡化操作流程、縮短耗時(shí)，又能確保預(yù)測結(jié)果與實(shí)際測量值誤差小、準(zhǔn)確率高的3d打印砂漿抗壓強(qiáng)度預(yù)測新方法。

2、為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

3、步驟1、建立含有3d打印砂漿的抗壓強(qiáng)度的預(yù)測模型，如公式(2)所示

4、

5、fc28:28天齡期3d打印砂漿的抗壓強(qiáng)度(mpa)；

6、k有關(guān)經(jīng)驗(yàn)系數(shù)其范圍為：350～420；α與有效膠水比有關(guān)的經(jīng)驗(yàn)指數(shù)，其范圍為：0.6～0.9；β與漿骨比有關(guān)的經(jīng)驗(yàn)指數(shù)，其范圍為：0.2～0.6；n與石墨烯占膠凝材料的質(zhì)量百分比有關(guān)的經(jīng)驗(yàn)指數(shù)，其范圍：0.5～0.8；kg有關(guān)經(jīng)驗(yàn)系數(shù)其范圍為：12～22；kl與打印厚度有關(guān)的指數(shù)，其范圍為：0.01～0.05；ks與打印速度有關(guān)的經(jīng)驗(yàn)指數(shù)，其范圍為：0.04～0.07；

7、ceff:有效膠凝材料用量(kg/m3)；

8、w:有效拌合用水量(kg/m3)；

9、漿體與骨料體積比(漿骨比)；

10、g:三維多孔石墨烯用量(kg/m3)；

11、b:膠凝材料總量(kg/m3)；

12、lt:3d打印層厚(mm)；

13、s:打印速度(mm/s)。

14、步驟2、設(shè)定有效膠凝材料用量ceff、有效拌合用水量weff、漿骨比

15、步驟3、設(shè)定三維多孔石墨烯用量g、膠凝材料總量b。

16、步驟4、設(shè)定3d打印層厚lt、打印速度s。

17、步驟5、將步驟2、步驟3和步驟4中相關(guān)參數(shù)代入到公式(1)，實(shí)現(xiàn)3d打印砂漿的抗壓強(qiáng)度的預(yù)測。

18、作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案，所述的一種3d打印砂漿的抗壓強(qiáng)度的預(yù)測模型，有效膠凝材料用量ceff：

19、ceff＝c+kff+ksfsf+kslsl

20、c:水泥用量(kg/m3)；

21、f、sf、sl:分別為粉煤灰、硅灰、礦渣粉的用量(kg/m3)；

22、kf、ksf、ksl:各礦物摻合料的活性系數(shù)。

23、作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案，所述的一種3d打印砂漿的抗壓強(qiáng)度的預(yù)測模型，有效水膠比取值范圍0.3～0.45，拌合用水量取值范圍：135～270kg/m3，；膠凝材料總量取值范圍450～600kg/m3，計(jì)算各膠凝材料的用量：c＝αc×b,f＝αf×b,sf＝αsf×b,sl＝αsl×b，αc取值范圍30％～50％；αf取值范圍10％～20％；αsf取值范圍5％～10％；αsl取值范圍20％～40％；確定三維多孔石墨烯用量g，以膠凝材料總量的百分比確定，如0.1％、0.3％、0.5％、1.0％。

24、作為本發(fā)明中的進(jìn)一步方案，所述的一種3d打印砂漿的抗壓強(qiáng)度的預(yù)測模型，三維多孔石墨烯(g)：高質(zhì)量、良好分散性石墨烯材料；層厚一般為lt：5～15mm，打印速度s：一般為3～100mm/s，漿骨比取值范圍：0.35～0.45。

25、作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案，所述的一種3d打印砂漿的抗壓強(qiáng)度的預(yù)測模型，材料混合：(1)干混：將膠凝材料、三維多孔石墨烯和砂混合均勻；(2)濕混：將膠凝材料、三維多孔石墨烯和砂混合均勻。

26、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

27、(1)本發(fā)明利用水膠比、有效膠凝材料用量、漿骨比、三維多孔石墨烯含量以及3d打印工藝參數(shù)，能夠迅速預(yù)測3d打印砂漿的抗壓強(qiáng)度。

28、(2)本發(fā)明減少了反復(fù)試驗(yàn)時(shí)間、加速試驗(yàn)進(jìn)度，而且顯著提高了預(yù)測結(jié)果的精確度和可靠性。

技術(shù)特征：

1.一種3d打印砂漿的抗壓強(qiáng)度的預(yù)測模型，其特征在于包括以下步驟:

2.根據(jù)權(quán)利1要求所述的一種3d打印砂漿的抗壓強(qiáng)度的預(yù)測模型，其特征在于，有效膠凝材料用量ceff：

3.根據(jù)權(quán)利1要求所述的一種3d打印砂漿的抗壓強(qiáng)度的預(yù)測模型，其特征在于，步驟1中，有效水膠比取值范圍0.3～0.45；拌合用水量取值范圍：135～270kg/m3，膠凝材料總量取值范圍：450～600kg/m3，，計(jì)算各膠凝材料的用量：c＝αc×b,f＝αf×b,sf＝αsf×b,sl＝αsl×b，αc取值范圍30％～50％；αf取值范圍10％～20％；αsf取值范圍5％～10％；αsl取值范圍20％～40％；確定三維多孔石墨烯用量g:以膠凝材料總量的百分比確定，如0.1％、0.3％、0.5％、1.0％。

4.根據(jù)權(quán)利1要求所述的一種3d打印砂漿的抗壓強(qiáng)度的預(yù)測模型，其特征在于，步驟1中，三維多孔石墨烯(g):高質(zhì)量、良好分散性的石墨烯；層厚lt:一般為5～15mm，打印速度s:一般為30～100mm/s，漿骨比取值范圍：0.35～0.45。

5.根據(jù)權(quán)利1要求所述的一種3d打印砂漿的抗壓強(qiáng)度的預(yù)測模型，其特征在于，材料混合：(1)干混：將膠凝材料、三維多孔石墨烯和砂混合均勻；(2)濕混：將膠凝材料、三維多孔石墨烯和砂混合均勻。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明屬于土木工程3D打印砂漿抗壓強(qiáng)度預(yù)測領(lǐng)域，一種3D打印砂漿的抗壓強(qiáng)度的預(yù)測模型。通過膠水比、有效膠凝材料用量、漿骨比、三維多孔石墨烯含量以及3D打印工藝參數(shù)建立復(fù)雜的預(yù)測公式，對于準(zhǔn)確預(yù)測3D打印砂漿的抗壓強(qiáng)度具有重要意義。

技術(shù)研發(fā)人員：應(yīng)敬偉,肖建莊,秦偉鵬,田植群,梁立喆,呂蘭鑫,劉佳明
受保護(hù)的技術(shù)使用者：廣西大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/8