3D打印技術是一種先進的制造技術，其不受產品結構限制的特性決定了它在許多行業中都有足夠的用武之地。從另一個角度理解，3D打印也只是一種先進的制造技術，是一種工具。它本身作為產品的價值并不高，需要在行業應用中實現價值，是一個技術優勢和用戶需求逐漸契合的過程。對于3D打印混凝土建筑來說，成本、原材料和結構安全是其未來發展的關鍵點。

3D打印混凝土結構分析

目前國內住宅工業化PC結構體系分為兩類，一類是全裝配式結構，一類是部分現澆部分裝配式結構。如萬科研發裝配整體式住宅結構體系，實際上是從日本引進過來，它的梁、柱、剪力墻都是現澆，作為承重結構；樓板為預制樓板加現澆疊合層半預制；只有外墻、樓梯、陽臺為全預制構件。遠大住工的第五代集成住宅也與此類似。因而從國內目前的情況看，大部分都采用半預制結構體系，只有遠大的可持續建筑，采用全裝配式的鋼結構建筑，全部是螺栓連接，一天可搭6層。各種新型裝配式建筑結構體系也在不斷地出現。

對于3D打印的建筑模塊來說，采用無筋的結構一方面是為了便于打印，另一方面也是為了實現3D打印混凝土模塊輕、薄、強的優勢，運用更多品種的混凝土打印出不同功能、結構的建筑模塊。因而3D打印混凝土的原材料來源更廣泛、品種更繁多，其凝結硬化和強度產生的機理也會突破傳統混凝土的理論范疇，耐久性、安全性也有待研究論證。

隨著技術不斷發展，未來甚至將出現巨型3D打印機，在現場打印出整棟建筑，類似雙龍門吊樣式的3D打印機主體結構，打印機可像塔吊一樣升降，在最上面布置若干可變位置的桁條，每根桁條上設置一只打印頭，根據面積大小布置十數只到數十只打印頭。建筑豎向結構可直接一層層往上打印，模塊化的結構鋼筋在現場用吊車吊到上面進行焊接組裝，打印頭可采用類似古代夯土墻的工具一樣夾著鋼筋網一層一層往上堆疊混凝土。一旦這種巨型打印機出現，將會為整個商品混凝土行業帶來巨大的改變，同時對于中小型的商品混凝土企業來說，也是一個巨大的挑戰，這種用于3D打印的混凝土技術更加復雜、質量要求更高。

3D打印混凝土的原材料探析

3D打印混凝土與傳統混凝土有所不同，由于3D打印沒有模板，它不但要滿足快速成型的要求，即從打印噴頭出來后快速凝結而向周圍流淌；又要滿足層層混凝土之間的緊密連接，而不至于產生冷縫，3D打印混凝土構件或建筑才是渾然一體的；此外還要滿足混凝土在管道內和噴頭內自由流動而不堵塞管道和噴頭。這三點便要求3D打印混凝土與傳統混凝土有所不同，其原材料和質量要求也不一樣。

骨料，是混凝土中占比最大的材料，3D打印混凝土對骨料的要求比傳統混凝土更高。強度高、密度小、顆粒形貌接近球型的骨料是最適合3D打印混凝土使用的，同時3D打印混凝土建筑是由一層一層的混凝土堆疊而成，每一層混凝土都比較薄，加上3D打印機噴頭的結構復雜，因而要求混凝土中的骨料粒徑比傳統混凝土更小，骨料最大粒徑應在10mm以下。顆粒級配、含泥量、有害物質含量等指標要求更加嚴格。這些都是由3D打印混凝土的特殊性所決定。

外加劑，在混凝土組成材料中占比最小，但是卻顯著改善了混凝土的性能，3D打印混凝土要求工作性能更高，在管道內具有優異的流動性，同時從噴頭出來后又能在空氣中快速凝結，因而必然要求外加劑具有多種功能，必須是一種復合型的超塑化劑。另外，3D打印混凝土所使用的材料復雜多樣，更要求其外加劑具有良好的適應性，形成3D打印專用。

3D打印混凝土技術的發展，對商品混凝土行業既是一次機遇，也是前所未有的挑戰。只有堅持技術創新，緊跟建筑技術發展潮流，才能在未來的商品混凝土市場競爭中贏得先機，獲得持續健康的發展。

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