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来自法国和英国的研究人员正在寻找改善建筑3D打印的方法，并在最近发表的“层钉：增强混凝土3D打印结构的方法”中揭示了他们的分析。混凝土挤出是建筑行业不断创新的源泉，为3D打印的办公室，房屋和整个村庄的概念提供了希望，并为更经济适用的住房增添了潜力。更大的负担能力，更快的生产速度，更少的人力需求以及创建复合材料以提高性能的能力只是其中的一些好处。

“有关3D打印的最新研究几乎都集中在混合设计，流变和与工艺相关的问题上。研究人员说，它可以产生基于物理的背景，以配制具有所需新鲜特性的混凝土，并允许我们评估一个时间窗口，在此时间内可以沉积一层新的水泥基材料。如今，在成功的混凝土印刷发展中出现了一些技术解决方案，研究人员已开始研究增强型和非增强型混凝土印刷结构性能。”

对于某些结构（包括桥梁之类的基础设施）而言，附加的加固是遵守设计标准的唯一方法。当代的解决方案可能包括钢筋或使用电缆或以下材料制成的纤维：

.钢

.玄武岩

.玻璃

.生物基材料

. 聚合纤维

在这项研究中，科学家们对3D打印后的钉子进行了实验，钉子穿过了几层。总体目标是提供延展性，拉伸强度和剪切强度，同时还要在层之间提供更大的强度。研究人员说：“通过自动放置钉子，可以很容易地实现这一策略的自动化，这在数字化建设的背景下可能是真正的优势和好处。”研究了钉子的放置有关机械性能的梯度，并通过三点弯曲测试（评估方向，表面粗糙度和钢密度）评估了补强效果。

（a）生锈处理前后的指甲； （b）考虑的钉子几何形状。

用安装在WASP 3MT Industrial 4.0打印机上的螺杆挤出系统，用10×25mm²矩形砂浆横截面层制造三层样品和十层样品。

打印系统图片：打印机，打印头和喷嘴。

人造样品的几何形状：（a）示意图； （b）弯曲试验后的样品图片。

测试了抗弯曲性，峰值后行为以及耐久性问题和钢腐蚀的可能性。从渗透率开始，必须考虑很多问题来避免腐蚀，因为它必须是“尽可能最低的”以减少碳化和任何由此产生的腐蚀。必须使用覆盖物来保护钢，并使用其他材料（例如粉煤灰或矿渣）防止钢钉腐蚀。其他解决方案包括使用不锈钢，玻璃，玄武岩或碳以避免腐蚀。研究人员说：“还证明了，如果正确选择了钉子的方向，并且钉子的表面足够粗糙，可以确保与砂浆的良好界面，则使用钉子进行加固能够有效地增强印刷样品。”

总而言之，这项调查为在混凝土数字化生产过程中为选择性地自动选择钢钉布置作为增强材料铺平了一条新道路，以增强混凝土结构。其实这个在中国原来的土墙上也比较常用，人们使用竹条以增加土墙强度。

（本文来源：中国3D打印网）