建筑施工·第45卷·第1期 213
3D打印混凝土性能评价及配合比设计研究进展
沈 亮 1 崔维久 1,2 于 琦 1,3 王 胜 4
1. 青岛理工大学土木工程学院 山东 青岛 266520；2. 青岛理工大学滨海环境人居中心 山东 青岛 266035；
3. 青岛青建新型材料集团有限公司 山东 青岛 266108；4. 青建集团股份公司 山东 青岛 266071
摘要： 3D打印混凝土成为行业研究热点，并在材料制备、工艺控制、性能评价等方面取得显著成果。然而，3D打印混
凝土配合比设计研究较为有限，且尚未形成标准化方法。因此，基于目前公开发表的研究成果，首先梳理了3D打印混
凝土关键性能及其测试方法，重点阐述了3D打印混凝土常用组分及其性能的影响，最后分类总结了3D打印混凝土配合
比设计方法，在此基础上提出相关配合比设计的建议，以期推动3D打印混凝土配合比设计方法标准化。
关键词： 3D打印混凝土；性能评价；测试方法；材料组成；配合比设计方法
中图分类号： TU 528 文献标志码： A 文章编号： 1004 -1001(2023)01 -0 213-0 7 DOI： 1 0.1 4144/j. c nki. jz sg .2 023.0 1.0 54
Research Progress of 3D Printing Concrete Performance Evaluation and Mix Design
SHEN Liang 1 CUI Weijiu 1,2 YU Qi 1,3 WANG Sheng 4
1. School of Civil Engineering, Qingdao University of Technology, Qingdao 266520, Shandong, China;
2. Binhai Environment Habitat Center, Qingdao University of Technology, Qingdao 266035, Shandong, China;
3. Qingdao Qing Jian New Material Group Co., Ltd., Qingdao 266108, Shandong, China;
4. Qing Jian Group Co., Ltd., Qingdao 266071, Shandong, China
Abstract: 3D p rin tin g c oncre te h as b ecom e a re se arc h h ots p ot in th e in d ustr y , a nd h as m ad e re m ark a b le a chie ve m ents
in m ate ria l p re p ara tio n, p ro cess c ontr o l, p erfo rm ance e va lu atio n, e tc . H ow eve r, th e re se arc h o n 3 D p rin tin g c oncre te
m ix d esig n is lim it e d , a nd a s ta nd ard iz e d m eth od h as n ot b een fo rm ed y e t. T here fo re , b ase d o n th e c urre ntly p ub lis h ed
re se arc h r e su lt s , th is p ap er fir s t s o rts o ut th e k e y p erfo rm ance a nd te stin g m eth od s o f 3 D p rin tin g c oncre te , fo cuse s o n th e
in flu ence o f c om mon c om ponents o f 3 D p rin tin g c oncre te a nd th eir p erfo rm ance, a nd fin ally c la ssif ie s a nd s u m mariz e s th e
m ix p ro p ortio n d esig n m eth od s o f 3 D p rin tin g c oncre te . O n th is b asis , it p uts fo rw ard s u g gestio ns o n r e le va nt m ix p ro p ortio n
d esig n, w it h a v ie w to p ro m otin g th e s ta nd ard iz a tio n o f 3 D p rin tin g c oncre te m ix p ro p ortio n d esig n m eth od s.
Keywords: 3 D p rin tin g c oncre te ; p erfo rm ance e va lu atio n; te st m eth od ; m ate ria l c om posit io n; m ix p ro p ortio n d esig n m eth od
设 计相关的建议，以期为3D PC 工 程化应用提供理论支撑。
1 3DPC评价性能及测试方法
3D PC 的 大致过程为先建立打印结构的三维实体几何或
边 界模型，再进行模型分层切片设计及其打印路径规划，
最后通过喷嘴逐层堆积形成结构构件。3D PC 特 殊的建造方
式带来了特殊的性能要求，当前3D PC 常 用的性能评价指标
主 要包括：流动性、可挤出性、可建造性、凝结时间和力
学性能 [8 ]。
1.1 流动性
流 动性能直观地评价3D PC 的 可挤出性，跳桌试验
（图1） 具有操作简单且耗时短的特点，是3D PC 流 动性常
用的测试方法。学者们分析跳桌试验的结果，筛选出不适
宜 打印的材料并给出适宜打印混凝土的流动性区间。Ma
等[9 ]指 出跳桌流动度在174～ 210 m m范 围内，铜尾矿替代
天然砂的3D PC 满 足挤出性要求；Tay 等 [1 0]通 过大量试验得
出 跳桌流动度在140～ 210 m m范 围内的3D PC 打 印性能良
好；Li等 [ 1 1 ]通 过材料间的复配并确定最优的跳桌流动度为
随 着信息化、工业化不断进步，3D 打 印混凝土
（3D PC ） 在建筑领域取得了长足发展。3D PC 可 以提高施
工速度、减少人力消耗、节约原材料，进而降低碳排放 [1 -3 ] 。
国 内外研究学者开展了大量的研究，主要集中在流变性
能、材料制备、性能评价等方面，还有学者对水下3D 打 印
可行性 [4]、钢筋植入 [5]进行了探索。混凝土配合比设计是决
定 其能否成功打印的前提，当前研究仍需进一步探索。现
有研究主要采用试错法来探索可打印混凝
3D打印混凝土性能评价及配合比设计研究进展（论文）.pdf
