适于挤出型3D打印的微生物矿化纤维微筋混凝土制备与性能研究

作     者：刘仲洋 王山 赵飞 乔海霞 张周 崔秀军 刘成禹 LIU Zhongyang;WANG Shan;ZHAO Fei;QIAO Haixia;ZHANG Zhou;CUI Xiujun;LIU Chengyu

作者机构：河北建筑工程学院土木工程学院河北张家口075051 河北省土木工程诊断改造和抗灾重点实验室河北张家口075051 河北工业大学土木与交通学院天津300401 河北北方学院医学检验学院河北张家口075000 

出 版 物：《混凝土》 (Concrete)

年 卷 期：2023年第12期

页      面：237-242页

学科分类：08[工学] 081304[工学-建筑技术科学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 080502[工学-材料学] 0813[工学-建筑学] 

基　　金：河北省硕士研究生创新资助项目(CXZZSS2021154) 河北建筑工程学院硕士研究生创新基金(XY202118) 河北省大学生创新创业训练计划项目(S202210092008) 

主　　题：3D打印 微生物矿化纤维微筋混凝土 工作性能 力学性能 灰色理论 可建造性 

摘      要：基于现阶段3D打印纤维增强混凝土流动性和抗裂需求,结合微生物诱导碳酸钙沉积(MICP)技术的裂缝自愈合能力,提出一种适于挤出型3D打印的微生物矿化纤维微筋混凝土材料。通过对不同微生物掺量(0、10%、20%、30%)的微生物矿化纤维微筋混凝土进行流动性测试及抗折、抗压强度试验,分析了微生物的掺入对微生物矿化纤维微筋混凝土流动性和力学性能的影响;接着利用灰色关联度理论,进一步探讨了微生物掺量对微生物矿化纤维微筋混凝土力学性能的影响。最后利用跳桌试验和可建造性测试评价了材料的可打印性。试验结果表明:微生物的掺入对微生物矿化纤维微筋混凝土的流动性有明显改善,随着微生物掺量的增多,微生物矿化纤维微筋混凝土拌合物的扩展直径由168 mm分别增加到176 mm、182 mm和178 mm,增幅为4.7%、8.3%和6.0%,流动性和增幅呈先大后小的趋势;当微生物掺量为20%时,微生物矿化纤维微筋混凝土的流动性达到最优,且是影响微生物矿化纤维微筋混凝土抗折和抗压强度的主要因素;进行3D打印可建造性测试时,其具有一定的挤出性和形状保持能力。