3d打印构件层间粘结强度的测试结构及测试方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及建筑施工领域，特指一种3D打印构件层间粘结强度的测试结构及测试方法。
【背景技术】
[0002]3D打印技术在建筑领域已有应用，3D打印建筑技术的成功应用将实现节约建筑材料，降低建筑业的物耗、能耗，减少建筑业对环境的污染。
[0003]3D打印建筑构件，如梁、柱、墙等构件是通过3D打印喷头逐层打印、相互叠设形成建筑构件的外壳，根据构件承载力需要确定在其内部进行钢筋配置或混凝土浇筑。然而针对3D打印建筑构件其承载性能如何需要通过试验进行验证。3D打印建筑构件的形成原理决定了其与普通建筑构件的区别:3D打印机逐层打印、相互叠设形成的构件外壳存在粘结强度局部薄弱的问题，而目前现有的建筑构件的粘结抗拉强度试验方法并不适用于3D打印建筑构件。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种3D打印构件层间粘结强度测试结构及测试方法，解决现有建筑构件的粘结抗拉强度试验方法不适用于3D打印建筑构件的问题。
[0005]实现上述目的的技术方案是:
[0006]本发明一种3D打印构件层间粘结强度的测试方法，包括:
[0007]采用3D打印技术，逐层打印形成构件壳体，所述构件壳体内部中空形成浇筑空间，所述浇筑空间的顶部和底部分别具有顶部开口和底部开口 ；
[0008]于所述浇筑空间内依次浇筑形成相互分隔开的底部混凝土结构和顶部混凝土结构，且底部混凝土结构内锚固有凸伸出底部开口的第一连接件，顶部混凝土结构内锚固有凸伸出顶部开口的第二连接件；
[0009]将所述构件壳体放置在加载装置上，所述构件壳体上的第一连接件和第二连接件分别固定在所述加载装置上，通过所述加载装置对所述第一连接件和所述第二连接件施加拉伸加载力，以测得所述构件壳体的层间粘结抗拉强度。
[0010]利用在构件壳体内浇筑混凝土结构，为构件壳体增加一定的强度，使得其能够承受加载装置施加一定的拉伸加载力，混凝土结构相互分隔开，在分隔处的构件壳体无浇筑的混凝土，确保粘结抗拉强度测试面仅为3D打印形成的构件壳体，对粘结抗拉强度基本无影响，确保了测试结果的精确性。
[0011]本发明3D打印层间粘结强度的测试方法的进一步改进在于，于所述浇筑空间内依次浇筑形成相互分隔开的底部混凝土结构和顶部混凝土结构包括:
[0012]于所述浇筑空间的底部开口处固定第一连接件，所述第一连接件一端部位于所述浇筑空间内，另一端部伸出所述底部开口 ；
[0013]于所述浇筑空间内浇筑混凝土形成底部混凝土结构，确保所述底部混凝土结构与所述构件壳体紧密贴合；
[0014]于所述底部混凝土结构之上铺设分隔板；
[0015]于所述浇筑空间的顶部开口处固定第二连接件，所述第二连接件一端部位于所述浇筑空间内，另一端部伸出所述顶部开口 ；
[0016]于所述分隔板之上、所述浇筑空间内浇筑混凝土形成顶部混凝土结构，确保所述顶部混凝土结构与所述构件壳体紧密贴合。
[0017]本发明3D打印层间粘结强度的测试方法的进一步改进在于，所述分隔板为塑料板，且上下表面涂抹润滑油。
[0018]本发明3D打印层间粘结强度的测试方法的进一步改进在于，采用3D打印技术，于底座上逐层打印形成构件壳体，所述底座通过支撑脚支设于地面上，所述底座的中部设有固定所述第一连接件的固定墩。
[0019]本发明3D打印层间粘结强度的测试方法的进一步改进在于，所述加载装置包括壳体、设于壳体底部的第一拉伸端、以及设于壳体顶部的第二拉伸端；将所述构件壳体放置在加载装置上时，
[0020]所述构件壳体上的第一连接件固定于所述第一拉伸端；
[0021]所述构件壳体上的第二连接件固定于所述第二拉伸端；
[0022]通过所述第一拉伸端和所述第二拉伸端对所述第一连接件和所述第二连接件施加轴向拉伸加载力，当所述构件壳体发生破坏时，此时的轴向拉伸加载力除以所述构件壳体的层间接触面积即为所述构件壳体的层间粘结抗拉强度。
[0023]本发明一种3D打印构件层间粘结强度的测试结构，包括:
[0024]3D打印形成的构件壳体，内部中空形成浇筑空间，所述浇筑空间的顶部和底部分别具有顶部开口和底部开口；
[0025]浇筑形成于所述浇筑空间内的底部混凝土结构，所述底部混凝土内锚固有第一连接件，所述第一连接件凸伸出底部开口 ；
[0026]浇筑形成于所述浇筑空间内的顶部混凝土结构，所述顶部混凝土结构位于所述底部混凝土结构之上，且与所述底部混凝土结构相互分隔设置，所述顶部混凝土内锚固由第二连接件，所述第二连接件凸伸出顶部开口 ；以及
[0027]加载装置，对所述构件壳体上的第一连接件和第二连接件施加拉伸加载力以测得所述构件壳体的层间粘结抗拉强度。
[0028]本发明3D打印构件层间粘结强度的测试结构的进一步改进在于，所述的底部混凝土结构和顶部混凝土结构均与所述构件壳体紧密贴合，所述底部混凝土结构和所述顶部混凝土结构之间铺设有分隔板。
[0029]本发明3D打印构件层间粘结强度的测试结构的进一步改进在于，所述分隔板为塑料板，且上下表面涂抹润滑油。
[0030]本发明3D打印构件层间粘结强度的测试结构的进一步改进在于，所述构件壳体形成于底座上，所述底座通过支撑脚支设于地面上，所述底座的中部设有固定所述第一连接件的固定墩。
[0031]本发明3D打印构件层间粘结强度的测试结构的进一步改进在于，所述加载装置包括壳体、设于壳体底部的第一拉伸端、以及设于壳体顶部的第二拉伸端，所述构件壳体上的第一连接件固定于所述第一拉伸端；所述构件壳体上的第二连接件固定于所述第二拉伸端；通过所述第一拉伸端和所述第二拉伸端对所述第一连接件和所述第二连接件施加轴向拉伸加载力。
【附图说明】
[0032]图1为本发明3D打印构件层间粘结强度的测试方法中构件壳体的立面示意；
[0033]图2为本发明3D打印构件壳体中浇筑了混凝土结构后的竖向剖面俯视图；
[0034]图3为本发明3D打印构件壳体中浇筑了混凝土结构后的顶部横向剖面示意图；以及
[0035]图4为本发明3D打印构件层间粘结强度的测试方法中通过加载装置加载测试的结构示意图。
【具体实施方式】
[0036]下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。
[0037]本发明提供了一种3D打印构件层间粘结强度的测试结构及测试方法，用于测试3D打印的构件壳体的层间粘结强度，解决现有的建筑构件的粘结抗拉强度试验方法不适用于3D打印的建筑构件。在3D打印构件壳体内饶筑相互分隔开的顶部混凝土结构和底部混凝土结构，一方面通过混凝土结构增加构件壳体的结构强度，使其可承受一定的荷载，另一方面通过分隔设置的方式，避免混凝土结构对构件壳体的层间粘结抗拉强度的影响，确保测得构件壳体的层间粘结抗拉强度的精确性