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3D打印技术是一种基于三维数字模型,通过将材料逐层堆积叠加从而制造出三维实体的增材制造技术,将混凝土3D打印技术应用于建筑领域具有传统混凝土现浇工艺无法比拟的一些优势。在3D打印混凝土中掺入建筑固体废弃物,走“数字化建造+绿色建造”的发展模式,既能发挥3D打印技术的优势,也能消纳固废,减少天然资源的消耗,是混凝土3D打印技术重要的发展方向。本文以废旧混凝土破碎时产生的微粉部分取代水泥,工程渣土分离出的砂取代天然河砂,探讨掺再生微粉和再生砂的3D打印混凝土的可打印性能、硬化后的力学性能及其与钢筋之间的粘结性能。本文的主要研究内容及结论如下:1、开展了掺再生微粉和再生砂的3D打印混凝土拌合物可打印性能研究,考察再生微粉和再生砂取代率对3D打印混凝土可挤出性、流动性、可建造性和开放时间的影响,获得再生微粉和再生砂的适宜取代率,并提出针对掺再生微粉和再生砂的3D打印混凝土满足可打印性能时流动性能指标的合理取值范围。试验结果表明:(1)随再生微粉取代率增加,混凝土拌合物的可挤出性、流动性及开放时间逐渐降低,可建造性先增后减,当再生微粉取代率不超过10%时,拌合物的可打印性能较好,再生砂取代率对拌合物可打印性影响不大;(2)对于掺再生微粉和再生砂的3D打印混凝土拌合物,当流动度为150~180 mm,且坍落度为25~55 mm范围时,拌合物的可打印性较好。2、对不同再生微粉和再生砂取代率下的现浇混凝土试块开展了抗压强度测试,在获得了较优的再生微粉和再生砂取代率后,开展掺10%再生微粉和100%再生砂的3D打印混凝土的抗压、劈裂抗拉和抗折强度试验,并与相同配方的现浇混凝土的相应强度进行对比。试验结果表明:(1)随着再生微粉取代率的增加,混凝土抗压强度呈先上升后下降的趋势,取代率10%以内的再生微粉掺入对混凝土强度无明显降低,而再生砂完全取代天然河砂对混凝土强度也无不利影响;(2)掺再生微粉和再生砂的3D打印混凝土抗压强度存在较大离散性及明显的各向异性,其中顺打印条带方向(x向)的28天抗压强度比现浇混凝土高33%,而其它方向(y、z向)比现浇混凝土的稍低或相当,但三个方向的劈裂抗拉强度与现浇混凝土的均较为接近,而y、z方向的抗折强度约为现浇混凝土的2倍。3、开展了21个钢筋-3D打印混凝土和2个钢筋-现浇混凝土粘结试件的中心拉拔试验,考察混凝土成型方式、再生微粉和再生砂的掺入、钢筋类型、钢筋锚固长度、打印方向、钢筋按压埋入与否等因素对钢筋-3D打印混凝土粘结性能的影响,并探讨在钢筋表面焊栓钉以及在钢筋和混凝土交界面撒入纤维等方法能否提升粘结性能。试验结果表明:(1)3D打印混凝土与钢筋之间的粘结强度不一定比现浇试件低,但3D打印试件的粘结强度离散性更大;(2)相比于未掺再生材料的3D打印混凝土试件,掺10%的再生微粉和100%的再生砂会使得粘结强度有一定程度的降低;(3)在本文试验条件下,7d和9d(d为钢筋直径)的粘结长度可以使得钢筋在拔出之前屈服;(4)在钢筋表面焊栓钉可大幅提高钢筋与3D打印混凝土之间的粘结强度,同时减小相对滑移,但在钢筋和混凝土交界面撒入纤维反而会降低界面粘结强度。