科创中国
一种3D打印固废混凝土构件及制备方法
成果类型：: 发明专利
发布时间: 2025-05-07 15:14:28
科技成果产业化落地方案
方案提交机构：成果发布人| 徐景新 | 2025-05-07 15:14:28
本发明为一种3D打印固废混凝土构件及制备方法，该混凝土构件包括3D打印砂浆模板和填充在模板内部能植入钢筋的混凝土内芯；所述3D打印砂浆模板由低收缩高耐久性的3D打印砂浆制成，内部填充的混凝土具有流动性好，能够实现自密实且后期收缩小。3D打印砂浆模板能够实现快硬早强且收缩低，可以作为构件的永久性模板，节省了普通木、钢模板的使用，提升施工速度，内部填充的混凝土可配合钢筋使用，解决了3D打印构件不能植入钢筋的问题，混凝土内芯与3D打印砂浆模板有良好的粘结强度，消纳了大量的玻璃钢固废，将固废资源化再利用与3D打印智能建造相结合，有利于推动3D打印混凝土的实际工程应用。
本发明的目的是，提供一种3D打印固废混凝土构件设计及使用方法。该混凝土构件由高强低收缩高耐久性3D打印砂浆模板和轻质高强固废混凝土内芯构成，3D打印砂浆模板能够实现快硬早强且收缩低，可以作为构件的永久性模板，节省了普通木、钢模板的使用，提升施工速度，内部填充的混凝土具有较好的流动性，能够实现自密实且后期收缩小，可配合钢筋使用，解决了3D打印构件不能植入钢筋的问题，混凝土内芯与3D打印砂浆模板有良好的粘结强度，消纳了大量的玻璃钢固废，将固废资源化再利用与3D打印智能建造相结合，有利于推动3D打印混凝土的实际工程应用。
本发明选择具有低收缩高强度的3D打印砂浆，利用3D打印逐层叠加、快速建造的特点，打印混凝土的外围模板结构，能够替代木、钢模板，既节约了传统木、钢模板的使用，又可以实现形状各异的特点。所填充的混凝土吸纳了大量的回收玻璃钢材料，解决了玻璃钢废弃物占用土地污染环境的问题。
河北工业大学是河北省人民政府、天津市人民政府和教育部共建的国家"双一流"建设高校，坐落于天津市。学校前身为1903年创办的北洋工艺学堂，是我国最早培养工业人才的高等学府之一。现设有21个教学机构，拥有10个博士学位授权一级学科、26个硕士学位授权一级学科和15个专业学位类别。重点建设"先进装备工程与技术"学科群，工程学、材料科学、化学、计算机科学等学科进入ESI全球排名前1%。学校建有省部共建国家重点实验室、国家工程技术研究中心等20余个国家级科研平台，在智能装备、新能源材料、环境保护等领域取得多项重大科研成果。现有在校生3万余人，秉承"勤慎公忠"校训，为国家培养了大批高素质工程技术人才。
该3D打印固废混凝土构件技术通过将建筑垃圾、工业固废等再生骨料与专用胶凝材料复合，实现了资源化利用与智能建造的深度融合，产生显著的综合效益。技术层面，利用固废骨料占比达40%-60%的配合比优化和打印工艺调控，构件抗压强度达30MPa以上，较传统预制构件降低碳排放50%，且可自由成型复杂异形结构，拓展了建筑设计的可能性。经济性上，原料成本降低35%，配合3D打印技术减少模板用量80%和人工成本60%，整体建造效率提升3倍以上。环境效益方面，每立方米构件消纳建筑垃圾800-1200kg，减少天然砂石开采和固废填埋用地，全生命周期碳足迹降低65%。该技术已成功应用于市政工程和装配式建筑示范项目，为建筑业绿色低碳转型提供了创新解决方案。
技术转让，许可，合作所需资金需双方协商，此项技术想尽快落地，希望具备此项技术研发的技术方，能够尽快承接此项目。
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