来源：期刊VIP网 时间：
作者：赵宇;沈光海;朱伶俐;丁亚红;管学茂;古立新;
单位：河南理工大学土木工程学院;河南理工大学材料科学与工程学院;
摘要：基于智能建造领域和复杂载荷条件对高性能混凝土材料的迫切需求，将高强度高延性水泥基复合材料(HS-ECC)与3D打印智能建造技术相结合，通过系统研究聚乙烯(Polyethylene, PE)纤维的掺量(1.0%、1.5%、2.0%，体积分数)和长度(6、9、12 mm)对3D打印HS-ECC的硬化前、后宏观力学性能及微观结构的影响，揭示了纤维参数与打印工艺、材料性能之间的多尺度关联机制。结果表明：在纤维掺量为1.0%～2.0%、长度为6～12mm的范围内，随着PE纤维掺量和长度的增加，3D打印HS-ECC的动、静态屈服应力和塑性黏度显著提高，同时其早期力学强度也呈现上升趋势。通过实际打印测试，发现材料的可打印性与流变性能具有一定的相关性，表明纤维的加入能够有效改善打印过程中的结构稳定性；随着纤维掺量和长度的增加，材料的抗压强度呈现下降趋势，而拉伸延性显著增强，主要归因于纤维的桥接效应及其对裂纹扩展的抑制作用；纤维掺量和长度的增加扩大了纤维–基体界面过渡区并诱发微裂纹，与宏观力学性能的演变规律一致；与纤维掺量为1%、纤维长度为6 mm的试验组相比，当纤维掺量增加至2.0%、纤维长度增加至12 mm时，3D打印HS-ECC的总孔隙率分别提高了21.75%和11.75%，进一步解释了3D打印HS-ECC试件力学性能降低的原因。为优化3D打印HS-ECC的材料设计和性能调控提供了理论依据和技术支持，推动了3D打印技术在建筑结构领域的创新应用。
关键词：3D打印混凝土;高强度高延性水泥基复合材料;聚乙烯纤维;流变性能;力学性能
基金资助：国家自然科学基金项目(52478251); 河南省高等学校重点科研项目(25B560007); 河南省科技攻关项目(232102320191)
