目前3D打印混凝土建築，是將整個建築進行模塊化設計，用3D打印機將建築工業化模塊打印出來，最後運送到施工現場進行拼裝，因此其生產施工流程和PC構件工業化住宅基本相同。下面小編爲大家分享打印混凝土結構施工分析，歡迎大家閱讀瀏覽。
1 3D打印混凝土結構分析
目前3D打印混凝土建築，是將整個建築進行模塊化設計，用3D打印機將建築工業化模塊打印出來，最後運送到施工現場進行拼裝，因此其生產施工流程和PC構件工業化住宅基本相同。而不同之處在於，在這些3D打印的牆、板等模塊裏面，並沒有鋼筋，而是利用水泥和玻璃纖維結合提高整個混凝土結構的抗拉強度，從而實現用無筋混凝土建造結構。
目前國內住宅工業化PC結構體系分爲兩類，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，它的樑、柱、剪力牆都是現澆，作爲承重結構;樓板爲預製樓板加現澆疊合層半預製;只有外牆、樓梯、陽臺爲全預製構件。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，大部分都採用半預製結構體系，只有遠大的可持續建築，採用全裝配式的鋼結構建築，全部是螺栓連接，一天可搭6層。各種新型裝配式建築結構體系也在不斷地出現。
3D打印混凝土建築，作爲住宅工業化最前沿最頂端的技術，就是要突破半預製結構體系，採用全裝配結構，甚至全過程3D打印，才能夠實現建築產業由傳統施工完全蛻變爲製造業的過程。除了基礎部分，未來甚至包括基礎全部採用3D打印，實現真正的智能化製造，並運用虛擬裝配技術。虛擬裝配是採用計算機仿真與虛擬現實技術，通過仿真模型在計算機上進行仿真裝配，實現產品的工藝規劃、加工製造和現場裝配的最優化方案。
對於3D打印的建築模塊來說，採用無筋的結構一方面是爲了便於打印，另一方面也是爲了實現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、結構的建築模塊。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範疇，耐久性、安全性也有待研究論證。
隨着技術不斷髮展，未來甚至將出現巨型3D打印機，在現場打印出整棟建築，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，在最上面佈置若干可變位置的桁條，每根桁條上設置一隻打印頭，根據面積大小布置十數只到數十隻打印頭。建築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，打印頭可採用類似古代夯土牆的工具一樣夾着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，將會爲整個商品混凝土行業帶來巨大的改變，同時對於中小型的商品混凝土企業來說，也是一個巨大的挑戰，這種用於3D打印的混凝土技術更加複雜、質量要求更高。
2 3D打印混凝土的原材料探析
據公開資料披露，上海3D打印混凝土建築採用的是玻璃纖維增強混凝土，其特點是抗拉、抗彎和抗裂強度比普通混凝土高，韌性和抗衝擊性能也比普通混凝土有所提高，因而廣泛應用於建築外牆板、天花板、隔牆板等非承重構件，比如上海世博會法國館外表的白色混凝土網格，就是採用的玻璃纖維混凝土。
3D打印混凝土與傳統混凝土有所不同，由於3D打印沒有模板，它不但要滿足快速成型的要求，即從打印噴頭出來後向周圍流淌並快速凝結;又要滿足層層混凝土之間的緊密連接，而不至於產生冷縫，3D打印混凝土構件或建築纔是渾然一體的;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。從現有的3D打印混凝土技術發展趨勢看，未來普通混凝土在3D打印建築原材料中所佔的比例將會大幅下降，纖維混凝土、泡沫混凝土、輕骨料混凝土、水泥—樹脂基混凝土、聚合物混凝土、水玻璃混凝土等種類的混凝土將會得到更大規模應用，甚至可能出現新型材料混凝土。
從膠凝材料來看，3D打印混凝土所使用的膠凝材料非常廣泛，是廣義上的混凝土，不是普通水泥混凝土。除了水泥，樹指、水玻璃、石膏、地聚合物等都可以作爲3D打印混凝土的膠凝材料，其中地聚合物因爲快硬早強的特點，是比較適合3D打印混凝土使用的。
骨料，是混凝土中佔比最大的材料，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打印混凝土建築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打印機噴頭的結構複雜，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佔比最小，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，同時從噴頭出來後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，必須是一種複合型的超塑化劑。另外，3D打印混凝土所使用的材料複雜多樣，更要求其外加劑具有良好的適應性，形成3D打印專用系列化外加劑產品。
3 結語
住宅工業化和信息技術的發展，使得新的建築形式應運產生，這就是3D打印建築。3D打印建築一項非常複雜的系統工程，很好地繼承了製造業流水線生產和智能化製造的思路，徹底打破了建築施工不能採用工業化生產的制約，爲建築工業化發展提供了無限的可能。實現3D打印混凝土建築是住宅工業化發展的必然趨勢，是適應現代建築技術發展的必要需求，同時也是提高整個建築行業技術水平和技術創新的重要途徑。
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，緊跟建築技術發展潮流，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。