《3D打印混凝土預(yù)混料》編制說明

一、工作簡況

(一)任務(wù)來源

根據(jù)中國建筑材料聯(lián)合會《關(guān)于下達(dá)2022年第三批協(xié)會標(biāo)準(zhǔn)制定計劃的通知》

（中建材聯(lián)標(biāo)發(fā)[2022]10號）和中國混凝土與水泥制品協(xié)會《關(guān)于下達(dá)2022年中國

混凝土與水泥制品協(xié)會標(biāo)準(zhǔn)制定計劃（第一批）的通知》（中制協(xié)字[2022]8號）的

要求，《3D打印混凝土預(yù)混料》為協(xié)會標(biāo)準(zhǔn)制定項目，計劃號2022-26-xbjh。

本規(guī)程由中國建筑材料聯(lián)合會和中國混凝土與水泥制品協(xié)會共同負(fù)責(zé)管理，由

中國混凝土與水泥制品協(xié)會預(yù)拌混凝土分會牽頭制定，由浙江大學(xué)、內(nèi)蒙古科技大

學(xué)等單位負(fù)責(zé)起草并組織相關(guān)單位共同完成。經(jīng)廣泛調(diào)查研究，認(rèn)真總結(jié)實踐經(jīng)驗，

參考國內(nèi)外技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和先進(jìn)經(jīng)驗，在征求業(yè)內(nèi)專家、研究機(jī)構(gòu)和相關(guān)企業(yè)意見的基

礎(chǔ)上，制定《3D打印混凝土預(yù)混料》團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)。

3D打印是一種伴隨著第三次工業(yè)革命浪潮發(fā)展起來的新型增材制造技術(shù)，被譽

為“第三次工業(yè)革命最具標(biāo)志性的生產(chǎn)工具”。3D打印混凝土作為數(shù)字化智能建造

材料，具有機(jī)械化程度高，節(jié)約材料，提高生產(chǎn)效率等優(yōu)勢，引領(lǐng)土木工程基礎(chǔ)設(shè)

施智能建造成為國家重要戰(zhàn)略方向。混凝土增材制造融合信息技術(shù)與工業(yè)制造技術(shù)，

以靈活、多變的生產(chǎn)方式來適應(yīng)空間造型，具有無模生產(chǎn)，便捷高效、節(jié)約材料，

綠色環(huán)保、一體性好等優(yōu)點，擁有無可比擬的優(yōu)勢，在建筑領(lǐng)域得到探索應(yīng)用和工

程推廣。采用3D打印技術(shù)進(jìn)行混凝土增材制造，結(jié)構(gòu)施工可以減少建筑垃圾30%

?60%，節(jié)約勞動力成本50%?80%，節(jié)約生產(chǎn)時間50%?70%，具有重要的工程

研究和推廣應(yīng)用價值。發(fā)展3D打印混凝土預(yù)混料及產(chǎn)品制作標(biāo)準(zhǔn)，積極規(guī)劃和探

索預(yù)制化、裝配化智慧基礎(chǔ)設(shè)施、智能建造，推動綠色化建造的發(fā)展，不僅可以解

決目前土木工程行業(yè)面臨的勞動力不足、機(jī)械程度低、模板支護(hù)費工費時等一系列

困境和難題，還可以為現(xiàn)代工業(yè)化建造和建設(shè)工程藝術(shù)化建造提供有力的支撐。

此外，3D打印混凝土是我國智能建筑、智能建造技術(shù)創(chuàng)新重點推廣的新型建筑

材料，國內(nèi)市場需求已開始呈現(xiàn)不斷增加的趨勢，國內(nèi)生產(chǎn)企業(yè)也在不斷發(fā)展壯大。

2019年11月17日，我國中建股份技術(shù)中心研制了打印規(guī)模為長寬高為16×17×10

的框架式混凝土打印設(shè)備，和中建二局華南公司合作建成世界首例原位3D打印雙

2

層示范建筑。建筑總高度7.2米，建筑面積約230平方米，該項目采用輪廓工藝打

印中空墻體和構(gòu)造柱，混凝土層條寬5cm、厚2.5cm，打印速率為15cm/s。同規(guī)

模的常規(guī)施工建筑建設(shè)周期約60天，施工人員需要15人左右，而該3D打印建筑

主體打印部分用時僅3天，打印完成凈用時約48.5小時，同時節(jié)省了人工和成本。

該建筑的打印建造表明我國在混凝土增材智能建造的設(shè)備和施工技術(shù)方面位居世界

前列。2020年，中國工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會班頒布了T/CECS786-2020《混凝土3D

打印技術(shù)規(guī)程》標(biāo)志著我國混凝土增材智能建造技術(shù)已經(jīng)基本成熟，為市場化推廣

提供了工程基礎(chǔ)。2022年，T/CBMF184—2022/T/CCPA34—2022《3D打印混凝土

拌合物性能試驗方法》和T/CBMF183—2022/T/CCPA33—2022《3D打印混凝土基

本力學(xué)性能試驗方法》頒布實施，3D打印混凝土材料和工藝的成熟規(guī)范，為增材智

能建造技術(shù)信息化、預(yù)制化、裝配化全產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展提供了基礎(chǔ)和平臺，為3D打印

混凝土預(yù)混料產(chǎn)品的加工、實施和規(guī)范提供了必要的技術(shù)支撐。

2016迪拜辦公樓2020廣州辦公樓2021河北住宅2022甘肅酒店

2018荷蘭后張預(yù)應(yīng)力橋2019天津人行橋2021威尼斯人行橋2024法國人行橋

圖1現(xiàn)有混凝土結(jié)構(gòu)打印建造工程案例

(二)主要工作過程

根據(jù)國發(fā)〔2015〕13號《國務(wù)院關(guān)于印發(fā)深化標(biāo)準(zhǔn)化工作改革方案的通知》、

國質(zhì)檢標(biāo)聯(lián)〔2016〕109號文件《關(guān)于培育和發(fā)展團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)的指導(dǎo)意見》、國辦發(fā)

〔2017〕27號《國務(wù)院辦公廳關(guān)于印發(fā)貫徹實施〈深化標(biāo)準(zhǔn)化工作改革方案〉重點

任務(wù)分工（2017-2018年）的通知》相關(guān)文件要求，以服務(wù)創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展和滿足市

場需求為出發(fā)點，以“放、管、服”為主線，激發(fā)社會團(tuán)體制定標(biāo)準(zhǔn)。

3

中國混凝土與水泥制品協(xié)會預(yù)拌混凝土分會在申請本標(biāo)準(zhǔn)前，已經(jīng)對3D打印

混凝土的行業(yè)狀況和國內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)文件進(jìn)行了廣泛調(diào)研和技術(shù)論證。2022年3月31

日，中國混凝土與水泥制品協(xié)會預(yù)拌混凝土分會以騰訊會議的形式組織召開了團(tuán)體

標(biāo)準(zhǔn)《3D打印混凝土預(yù)混料》編制組首次工作會，來自各地科研院所、生產(chǎn)企業(yè)等

負(fù)責(zé)起草與參編單位的領(lǐng)導(dǎo)和專家代表參加了會議，在本次會議上確定了本標(biāo)準(zhǔn)的

工作計劃及任務(wù)分工。

首次工作會后，標(biāo)準(zhǔn)編制組立即著手進(jìn)行國內(nèi)外技術(shù)查新和樣品信息的征集工

作，按照工作組討論稿要求的試驗項目和試驗方法安排了試驗驗證，由靈砼科技（杭

州）有限公司、杭州冠力智能科技有限公司和北京空間智筑技術(shù)有限公司等進(jìn)行了

驗證試驗。在此基礎(chǔ)上，標(biāo)準(zhǔn)制定工作組通過分析技術(shù)文獻(xiàn)及實驗數(shù)據(jù)結(jié)果，匯總

形成了《3D打印混凝土預(yù)混料》團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)草稿。

2022年7月5日，中國混凝土與水泥制品協(xié)會預(yù)拌混凝土分會以騰訊會議的形

式召開團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)《3D打印混凝土預(yù)混料》編制組第二次工作會，對草稿進(jìn)行了細(xì)節(jié)

論證和技術(shù)討論，根據(jù)會議意見對標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容進(jìn)行認(rèn)真核查、改進(jìn)和修正，形成征求

意見稿，并廣泛征詢業(yè)內(nèi)專家技術(shù)建議改進(jìn)。

(三)主要參加單位和工作組成員及其所做的工作

本標(biāo)準(zhǔn)的負(fù)責(zé)起草單位：中國混凝土與水泥制品協(xié)會預(yù)拌混凝土分會、浙江大

學(xué)、內(nèi)蒙古科技大學(xué)。參編單位為東南大學(xué)，中國礦業(yè)大學(xué)（北京），太原理工大學(xué)，

清華大學(xué)，靈砼科技（杭州）有限公司，中建八局，杭州冠力智能科技有限公司，

武漢源錦建材科技有限公司，廣州市玖珂瑭材料科技有限公司，北京空間智筑技術(shù)

有限公司，鐵科首鋼軌道技術(shù)股份有限公司，包頭市安順新型建材有限責(zé)任公司，

國家能源集團(tuán)低碳研究院，佛山科學(xué)技術(shù)學(xué)院,南京綠色增材智造研究院、天津大

學(xué)。

本標(biāo)準(zhǔn)主要起草人：孫曉燕、杭美艷、柯雄、師海霞、王海龍、辜振睿、楊富

民、王棟民、藺喜強(qiáng)、張亞梅、賴俊英、周港明、曲樹強(qiáng)、閻蕊珍、董香軍、鄭肖

威、張大旺、武逸群、劉澤、賈魯濤、紀(jì)憲坤、王桂玲、桂強(qiáng)、徐衛(wèi)國、董陽、田

冠飛、張永虹、李犇、高遠(yuǎn)、徐杰。

4

本標(biāo)準(zhǔn)的編制組分工見表1：

表1標(biāo)準(zhǔn)編制組工作分工

序號單位名稱分工參編人

1中國混凝土與水泥制品協(xié)會預(yù)拌混凝土分會負(fù)責(zé)組織全面工作師海霞

2浙江大學(xué)孫曉燕、王海龍

提供核心技術(shù)支持和最新的科

3內(nèi)蒙古科技大學(xué)杭美艷

技查新資訊；分別完成“包裝、

4東南大學(xué)張亞梅

貯存和運輸”、“訂貨和交貨”

5中國礦業(yè)大學(xué)（北京）王棟民

“原材料和配合比”、“質(zhì)量要

6太原理工大學(xué)閻蕊珍

求”、“試驗方法”、“檢驗規(guī)則”

7清華大學(xué)徐衛(wèi)國

章節(jié)的編寫

8天津大學(xué)徐杰

9武漢三源特種建材有限公司紀(jì)憲坤、辜振睿

10廣州市玖珂瑭材料科技有限公司負(fù)責(zé)本標(biāo)準(zhǔn)的驗證試驗工作，柯雄

11北京鐵科首鋼軌道技術(shù)股份有限公司并對實驗結(jié)果進(jìn)行分析；完成楊富民、周港明

12包頭市安順新型建材有限責(zé)任公司“制備”章節(jié)的編寫曲樹強(qiáng)

13中建八局王桂玲、桂強(qiáng)

14靈砼科技（杭州）有限公司董香軍、鄭肖威

15杭州冠力智能科技有限公司田冠飛、藺喜強(qiáng)

提供大量的試驗數(shù)據(jù)、驗證試

16北京空間智筑科技有限公司張永虹

驗樣品，以及生產(chǎn)工藝和實際

17國家能源集團(tuán)低碳研究院董陽

工程應(yīng)用相關(guān)的大量材料

18佛山科學(xué)技術(shù)學(xué)院李犇

19南京綠色增材智造研究院賈魯濤

二、標(biāo)準(zhǔn)編制的原則和主要內(nèi)容

(一)標(biāo)準(zhǔn)制定的原則

本標(biāo)準(zhǔn)按照GB/T1.1-2020給出的規(guī)則起草。遵從以下規(guī)則：貫徹執(zhí)行國家的

政策、法規(guī)，與現(xiàn)行其他國家標(biāo)準(zhǔn)協(xié)調(diào)一致的原則；技術(shù)指標(biāo)制定先進(jìn)可行、規(guī)范

合理的原則；標(biāo)準(zhǔn)制定突出產(chǎn)品特性，促進(jìn)行業(yè)健康發(fā)展和產(chǎn)品推廣的原則。標(biāo)準(zhǔn)

制定過程中參考了各生產(chǎn)企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，試驗方法主要采用現(xiàn)行的國家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，

以保證標(biāo)準(zhǔn)中技術(shù)指標(biāo)的準(zhǔn)確性、科學(xué)性與可比性，各項指標(biāo)值在滿足工程要求的

前提下根據(jù)各生產(chǎn)企業(yè)試樣試驗驗證結(jié)果確定。

5

(二)標(biāo)準(zhǔn)的主要內(nèi)容

1范圍

本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了3D打印混凝土預(yù)混料的術(shù)語和定義、分類和標(biāo)記、原材料、配

合比設(shè)計、質(zhì)量、制備、技術(shù)要求、試驗方法、檢驗規(guī)則及標(biāo)志、運輸、貯存等要

求。

本標(biāo)準(zhǔn)適用于現(xiàn)場智能建造的3D打印混凝土干拌料和用于攪拌站量化生產(chǎn)的

預(yù)拌3D打印混凝土濕拌料，可用于建筑物、景觀小品、基礎(chǔ)設(shè)置的裝配化、智能

化材料制作及結(jié)構(gòu)建造。

本標(biāo)準(zhǔn)不包括交貨后的混凝土養(yǎng)護(hù)。

2規(guī)范性引用文件

GB175通用硅酸鹽水泥

GB50119混凝土外加劑應(yīng)用技術(shù)規(guī)范

GB/T201鋁酸鹽水泥

GB/T2419水泥膠砂流動度測定方法

GB/T9142混凝土攪拌機(jī)

GB/T9774水泥包裝袋

GB/T10454集裝袋

GB/T20472硫鋁酸鹽水泥

GB/T21120水泥混凝土和砂漿用合成纖維

GB/T25176混凝土和砂漿用再生細(xì)骨料

GB/T25177混凝土用再生粗骨料

GB/T26408混凝土攪拌運輸車

GB/T38111玄武巖纖維分類分級及代號

GB/T38143水泥混凝土和砂漿用耐堿玻璃纖維

GB/T39147混凝土用鋼纖維

6

GB/T50080普通混凝土拌合物性能試驗方法標(biāo)準(zhǔn)

GB/T50082普通混凝土長期性能和耐久性能試驗方法標(biāo)準(zhǔn)

GB/T51003礦物摻合料應(yīng)用技術(shù)規(guī)范

JC/T2182建材工業(yè)用干混砂漿混合機(jī)

JGJ52普通混凝土用砂、石質(zhì)量及檢驗方法標(biāo)準(zhǔn)

JGJ63混凝土用水標(biāo)準(zhǔn)

JGJ/T12輕骨料混凝土應(yīng)用技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

JGJ/T70建筑砂漿基本性能試驗方法

JGJ/T193混凝土耐久性檢驗評定標(biāo)準(zhǔn)

JGJ/T221纖維混凝土應(yīng)用技術(shù)規(guī)程

T/CBMF183—2022/T/CCPA33—20223D打印混凝土基本力學(xué)性能試驗方法

T/CBMF184—2022/T/CCPA34—20223D打印混凝土拌合物性能試驗方法

3術(shù)語和定義

下列術(shù)語和定義適用于本文件。

3.1

混凝土可打印性能Printabilityofconcrete

混凝土的可打印性能是指3D打印混凝土拌合后用于打印建造的性能，包括可擠

出性，可建造性和開放時間。采用泵送工藝時，需同時滿足可泵送性。

3.2

3D打印混凝土可擠出性Extrudabilityof3Dprintingconcrete

3D打印混凝土按照既定打印路徑的平面成型能力，以連續(xù)擠出條帶長度和連續(xù)

擠出條帶寬度變異性表征，以混凝土流動性作為衡量參數(shù)，區(qū)分骨料粒徑以坍落度，

擴(kuò)展度和流動度作為測試指標(biāo)。

3.3

3D打印混凝土可建造性Buildabilityof3Dprintingconcrete

3D打印混凝土按照既定打印路徑的空間成型能力，以打印堆疊層數(shù)/高度衡量。

7

3.4

3D打印混凝土開放時間Opentimeof3Dprintingconcrete

3D打印混凝土在原材料加水混合后保持適合打印建造工作性能的時間，以凝結(jié)

時間和打印工藝流程時間確定。

3.5

3D打印混凝土強(qiáng)度Strengthof3Dprintingconcrete

3D打印混凝土養(yǎng)護(hù)28天后按照混凝土強(qiáng)度測試方法得到各方向最低強(qiáng)度或者

使用方向的材料強(qiáng)度。

3.6

3D打印混凝土3Dprintingconcrete

由膠凝材料、骨料、水、纖維和外加劑等原材料配制的可按照預(yù)定程序通過3D

打印裝備輪廓成型的混凝土材料。

3.7

3D打印預(yù)拌混凝土Concretepremixfor3Dprinting

由膠凝材料、骨料、纖維和外加劑等原材料按3D打印混凝土性能要求配制的混

合料，包括3D打印混凝土干混料和3D打印混凝土濕混料。

3.8

3D打印混凝土干混料Dryconcretepremixfor3Dprinting

由膠凝材料、骨料、纖維和外加劑等原材料按3D打印混凝土性能要求配制并干

混均勻的顆粒混合物。

3.9

3D打印混凝土濕混料Wetconcretepremixfor3Dprinting

由膠凝材料、骨料、纖維、外加劑和水等原材料按3D打印混凝土性能要求配制

并混合均勻的新拌拌合物。

8

3.10

3D打印普通混凝土3Dprintingordinaryconcrete

干表觀密度為1950-2600kg/m3的3D打印混凝土。

3.11

3D打印輕質(zhì)混凝土3Dprintinglightweightconcrete

干表觀密度不大于1950kg/m3的3D打印混凝土。

3.12

3D打印重混凝土3Dprintingheavyweightconcrete

干表觀密度大于2600kg/m3的3D打印混凝土。

3.13

3D打印高強(qiáng)混凝土3Dprintinghighstrengthconcrete

各向抗壓強(qiáng)度均不低于C60的3D打印混凝土。

4分類和標(biāo)記

4.1分類

3D打印混凝土預(yù)混料分為干拌和濕拌。其中干拌3D打印混凝土預(yù)混料(D)為

除拌合水之外的原材料按配合比例和制作工藝充分混合，濕拌3D打印混凝土預(yù)混

料(W)為原材料按配合比例混合并按運輸建造要求添加緩凝劑。

4.2性能等級

3D打印混凝土強(qiáng)度等級劃分為C10、C15、C20、C25、C30、C35、C40、C45、

C50、C55、C60、C65、C70、C75、C80、C85、C90、C95和C100等。

3D打印混凝土拌合物流動性參照《3D打印混凝土拌合物性能試驗方法》T/CBMF

184-2022中規(guī)定的方法測試，同時滿足3D打印所需的流動性要求。

3D打印混凝土耐久性能的等級劃分應(yīng)符合（規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)號）耐久性的規(guī)定，按實

際使用要求確定與試配。

9

4.3標(biāo)記/標(biāo)識

3D打印混凝土標(biāo)記應(yīng)按下列順序:

a)干拌/濕拌方式（3DP-D/3DP-W）

b)強(qiáng)度等級；

c)塌落度，擴(kuò)展度和流動性等級；

d)耐久性等級代號，對于抗氯離子滲透性能和抗碳化性能，后附設(shè)計值在括號

中;

e)本標(biāo)準(zhǔn)號。

示例1:采用通用硅酸鹽水泥、河砂、石、礦物摻合料、外加劑和水配制的3D

打印混凝土干拌預(yù)混料，強(qiáng)度等級為C50，坍落度為180mm，抗凍等級為F250，

抗氯離子滲透性能電通量QS為1000C，其標(biāo)記為：

3DP-D-P.OC50-180(S4)-F250Q-(1000)-T/CBMFXX—202X/T/CCPAXX—202X。

5原材料

用于結(jié)構(gòu)3D打印預(yù)混料的混凝土強(qiáng)度等級不宜低于C30，用于預(yù)應(yīng)力預(yù)制構(gòu)件

的3D打印預(yù)混料的混凝土強(qiáng)度等級不應(yīng)低于C40。用于景觀構(gòu)件部品的3D打印預(yù)

混料的混凝土強(qiáng)度等級應(yīng)滿足設(shè)計相關(guān)要求。3D打印預(yù)混料的類型按膠凝材料類型

分為：水泥基3D打印預(yù)混料、堿激發(fā)膠材3D打印預(yù)混料、石膏基3D打印預(yù)混料。

5.1膠凝材料

配制3D打印混凝土宜選用硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥，并應(yīng)符合GB175《通

用硅酸鹽水泥》的規(guī)定。選用硫鋁酸鹽水泥為膠凝材料時，應(yīng)符合GB/T20472《硫

鋁酸鹽水泥》的規(guī)定。選用鋁酸鹽水泥為膠凝材料時，應(yīng)符合GB/T201《鋁酸鹽水

泥》的規(guī)定。選用石膏為膠凝材料時，應(yīng)符合GB/T9776《建筑石膏》的規(guī)定。選

用粉煤灰、?；郀t礦渣粉、鋼渣粉以及其他硅鋁酸鹽為前驅(qū)體，固體激發(fā)劑為化

學(xué)激發(fā)劑制備堿激發(fā)膠凝材料時，應(yīng)通過試驗驗證，確定混凝土性能滿足要求后使

用。當(dāng)采用其他品種水泥時，其性能指標(biāo)應(yīng)符合國家現(xiàn)行相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。

5.2輔助膠凝材料

配制3D打印水泥基混凝土可采用粉煤灰、?；郀t礦渣粉、硅灰、鋼渣粉、石

10

灰石粉、磷渣粉等礦物摻合料，且應(yīng)符合GB/T51003《礦物摻合料應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》

的規(guī)定。當(dāng)采用其他礦物摻合料時，應(yīng)通過試驗驗證，確定混凝土性能滿足要求后

使用。

5.3骨料

3D打印混凝土使用細(xì)骨料時，細(xì)骨料的最大公稱粒徑應(yīng)根據(jù)打印頭出口直徑，

通過試驗確定，且最大粒徑不得超過公稱粒徑。所用細(xì)骨料的其他質(zhì)量、性能及試

驗方法應(yīng)符合JGJ52《普通混凝土用砂、石質(zhì)量及檢驗方法標(biāo)準(zhǔn)》的規(guī)定。

3D打印混凝土使用粗骨料時，粗骨料宜選用級配合理、粒形良好，質(zhì)地堅固的

碎石或卵石，最大公稱粒徑不宜超過16mm，且應(yīng)根據(jù)打印頭出口直徑，通過試驗

確定。所用粗骨料的其他質(zhì)量、性能及試驗方法應(yīng)符合JGJ52《普通混凝土用砂、

石質(zhì)量及檢驗方法標(biāo)準(zhǔn)》的規(guī)定。

3D打印混凝土使用輕骨料時，性能應(yīng)符合JGJ/T12《輕骨料混凝土應(yīng)用技術(shù)標(biāo)

準(zhǔn)》的規(guī)定。

3D打印混凝土使用再生骨料時，性能應(yīng)符合GB/T25177《混凝土用再生粗骨料》、

GB/T25176《混凝土和砂漿用再生細(xì)骨料》的規(guī)定。

cc5.4外加劑

減水劑、引氣劑、緩凝劑、早強(qiáng)劑、防凍劑、膨脹劑、速凝劑外加劑應(yīng)符合準(zhǔn)

GB50119《混凝土外加劑應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》的規(guī)定。當(dāng)采用觸變劑、減縮劑、增稠劑

等其他外加劑時，應(yīng)通過試驗驗證，確定混凝土性能滿足要求后使用。

5.5纖維

3D打印混凝土使用合成纖維時，性能應(yīng)符合GB/T21120《水泥混凝土和砂漿

用合成纖維》的規(guī)定。3D打印混凝土使用鋼纖維時，性能應(yīng)符合GB/T39147《混

凝土用鋼纖維》的規(guī)定。3D打印混凝土使用玄武巖纖維時，性能應(yīng)符合GB/T38111

《玄武巖纖維分類分級及代號》的規(guī)定。3D打印混凝土使用玻璃纖維時，性能應(yīng)符

合GB/T38143《水泥混凝土和砂漿用耐堿玻璃纖維》的規(guī)定。打印混凝土使用其它

種類的纖維時，在施工過程中應(yīng)服從標(biāo)準(zhǔn)JGJ/T221《纖維混凝土應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》

的規(guī)定。

5.6拌合水

11

拌合用水和養(yǎng)護(hù)用水應(yīng)符合JGJ63《混凝土用水標(biāo)準(zhǔn)》的規(guī)定。

5.7配合比

當(dāng)3D打印混凝土采用干混砂漿的預(yù)混料形式時，3D打印材料配合比應(yīng)參照廠

家提供的水料比的規(guī)定。當(dāng)3D打印混凝土采用預(yù)拌砂漿的預(yù)混料形式時，3D打印

混凝土中是否摻加粗骨料和粗骨料參數(shù)需要根據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計和3D打印機(jī)硬件參數(shù)確

定。當(dāng)確定摻加骨料時，砂率宜0.4-0.6范圍，并由試配和打印試驗調(diào)整和確定。

3D打印混凝土的水膠比、膠骨比及摻合料摻量可參考表2的建議范圍取值，并通過

試驗驗證確定。根據(jù)3D打印混凝土的工作性能、力學(xué)性能以及耐久性能要求，選

用礦物摻合料、外加劑、纖維的品種和摻量，并通過試驗確定。

表2常用3D打印混凝土配合比主要參數(shù)建議范圍

強(qiáng)度等級C20C30C40C50C60

水膠比0.40~0.460.36~0.420.34~0.400.30~0.360.28~0.34

膠/骨（體積比）0.52~0.650.57~0.700.65~0.740.70~0.810.74~0.87

摻合料摻量（%）≤50≤40≤30≤20≤10

注：此配合比參數(shù)主要針對水泥混凝土，其他膠凝材料混凝土配合比參數(shù)試驗確定。

6質(zhì)量要求

6.1強(qiáng)度

3D打印混凝土強(qiáng)度應(yīng)根據(jù)3D打印工藝通過T/CBMF183—2022/T/CCPA33—

2022《3D打印混凝土基本力學(xué)性能試驗方法》中混凝土抗壓強(qiáng)度測試方法，考慮空

間各向異性均應(yīng)滿足設(shè)計要求。

6.2流動性

流動性試驗參照T/CBMF184—2022/T/CCPA34—2022《3D打印混凝土拌合物

性能試驗方法》中規(guī)定的方法進(jìn)行測試?？紤]打印建造工藝均應(yīng)滿足設(shè)計要求。當(dāng)

3D打印混凝土拌合物所含骨料粒徑≤5mm時，流動性按GB/T2419《水泥膠砂流動

度測定方法》規(guī)定的方法進(jìn)行測試；混凝土流動度實測值與控制目標(biāo)值的允許偏差

宜符合表3的規(guī)定并滿足打印建造需求。當(dāng)3D打印混凝土拌合物所含骨料粒徑超

過5mm時，流動性按GB/T50080《普通混凝土拌合物性能試驗方法》規(guī)定的坍落

12

度與坍落擴(kuò)展度法進(jìn)行測試，混凝土坍落度、擴(kuò)展度實測值與實測值與控制目標(biāo)值

的允許偏差應(yīng)符合表3的規(guī)定。常規(guī)泵送3D打印混凝土坍落度控制目標(biāo)值不宜大

于180mm，并應(yīng)滿足打印建造要求。坍落度經(jīng)時損失不宜大于30mm/h。

表3混凝土拌合物流動性參數(shù)允許偏差

項目偏差（%）

坍落度±（25~35）

擴(kuò)展度±9

流動度±7

6.3含氣量

混凝土含氣量實測值不宜大于7%，與工程規(guī)定值允許偏差不宜超過±1.0%。

6.4凝結(jié)時間

3D打印混凝土干拌混凝土現(xiàn)場拌合，凝結(jié)時間按打印工藝設(shè)定，與目標(biāo)值允許

偏差不宜超過20min。3D打印混凝土濕拌混凝土預(yù)制拌合，凝結(jié)時間與運輸流程與

打印工藝有關(guān)，與目標(biāo)值允許偏差不宜超過10min。

6.5可擠出性

3D打印混凝土需具備流暢連續(xù)的條帶可擠出性，連續(xù)打印條帶長度大于條帶寬

度的100倍，沿打印方向條帶寬度尺寸偏差不超過5%。

6.6可建造性

3D打印混凝土需具備層疊施工，免模建造工藝所需的可建造性，與設(shè)計尺寸偏

差不超過5%。

6.7耐久性能

3D打印混凝土的耐久性能應(yīng)滿足設(shè)計要求，檢驗評定應(yīng)符合JGJ/T193《混凝

土耐久性檢驗評定標(biāo)準(zhǔn)》的規(guī)定。

6.8其他性能

當(dāng)需方提出其他混凝土性能要求時，應(yīng)按國家現(xiàn)行有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定進(jìn)行試驗，無

相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)時應(yīng)按合同規(guī)定進(jìn)行試驗;試驗結(jié)果應(yīng)滿足標(biāo)準(zhǔn)或合同的要求。

13

7制備

3D打印混凝土預(yù)混料的制備應(yīng)包括原材料貯存、計量、攪拌和運輸。3D打印

混凝土預(yù)混料的制備應(yīng)符合環(huán)保的規(guī)定。粉料輸送及稱量應(yīng)在密封狀態(tài)下進(jìn)行，并

應(yīng)有收塵裝置；拌合設(shè)備宜采用封閉系統(tǒng)；濕混料運輸車出廠前應(yīng)將車外壁和料斗

壁上的濕混料殘漿清洗干凈；3D打印材料生產(chǎn)單位應(yīng)對生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的工業(yè)廢水

和固體廢棄物進(jìn)行回收處理和再生利用。3D打印混凝土預(yù)混料生產(chǎn)之前，應(yīng)制訂

完整的技術(shù)方案，并應(yīng)做好各項準(zhǔn)備工作。

7.1預(yù)拌3D打印混凝土干混料

各種原材料應(yīng)分倉貯存，設(shè)置明顯標(biāo)識，并應(yīng)符合有關(guān)環(huán)境保護(hù)的規(guī)定。水泥

應(yīng)按品種、強(qiáng)度等級和生產(chǎn)廠家分別標(biāo)識和貯存，并應(yīng)防止受潮及污染。骨料應(yīng)按

品種和規(guī)格分別標(biāo)識和堆放，并應(yīng)進(jìn)行干燥處理；必要時，宜進(jìn)行分級處理。礦物

摻合料應(yīng)按品種和生產(chǎn)廠家分別標(biāo)識和貯存，不得與水泥等其他粉狀物料混雜，并

應(yīng)防止受潮。外加劑應(yīng)按品種和生產(chǎn)廠家分別標(biāo)識和貯存，并應(yīng)有防潮措施。干混

料中如需加入纖維，纖維應(yīng)按品種、規(guī)格和生產(chǎn)廠家分別標(biāo)識和貯存。

原材料計量應(yīng)采用電子計量設(shè)備。計量設(shè)備應(yīng)具有法定計量部門簽發(fā)的有效檢

定證書，并應(yīng)定期校驗。生產(chǎn)單位每月應(yīng)至少自檢一次；每一工作班開始前，應(yīng)對

計量設(shè)備進(jìn)行零點校準(zhǔn)。計量設(shè)備應(yīng)滿足計量精度要求。計量設(shè)備應(yīng)能連續(xù)計量不

同配合比混凝土的各種原材料，并應(yīng)具有實際計量結(jié)果逐盤記錄和存儲功能。原材

料的計量允許偏差應(yīng)符合表4的規(guī)定。

表43D打印混凝土干混料原材料計量允許偏差

原材料品種水泥骨料礦物摻合料外加劑

計量允許偏差（%）±1±2±1±1

3D打印混凝土干混料應(yīng)采用計算機(jī)控制的干混砂漿混合機(jī)進(jìn)行混合，混合機(jī)應(yīng)

符合JC/T2182《建材工業(yè)用干混砂漿混合機(jī)》的規(guī)定?；旌蠒r間應(yīng)以保證物料的混

合均勻為前提，如含有纖維則不應(yīng)有肉眼可見的纖維結(jié)團(tuán)；最佳混合時間宜與計量

配料系統(tǒng)的配料時間相匹配。干混料各種原材料進(jìn)入混合機(jī)時以及在混合過程中物

14

料溫度不應(yīng)超過50℃。

干混料品種更換時，混合及輸送設(shè)備等應(yīng)清理干凈。干混料在生產(chǎn)過程中的粉

塵排放和噪音等應(yīng)符合環(huán)保要求，不得對周圍環(huán)境造成污染，所有原材料的輸送及

計量工序均應(yīng)在封閉狀態(tài)下進(jìn)行，并應(yīng)有收塵裝置。

3D打印混凝土干混料可采用散裝或袋裝，應(yīng)根據(jù)具體工程特點選擇合適的包裝

和運輸方式，運輸和物流設(shè)備應(yīng)保證3D打印混凝土干混料的干燥和均質(zhì)。散裝3D

打印混凝土干混料的運輸設(shè)施應(yīng)采用干混砂漿罐裝專用車，運到目的地后的干混料

應(yīng)保持均勻。袋裝3D打印混凝土干混料在裝卸及運輸過程中，應(yīng)采取防雨、防潮

措施，并避免高溫和破包。

7.2預(yù)拌3D打印混凝土濕混料

各種原材料應(yīng)分倉貯存，設(shè)置明顯標(biāo)識，并應(yīng)符合有關(guān)環(huán)境保護(hù)的規(guī)定。水泥

應(yīng)按品種、強(qiáng)度等級和生產(chǎn)廠家分別標(biāo)識和貯存，并應(yīng)防止受潮及污染。骨料應(yīng)按

品種和規(guī)格分別標(biāo)識和堆放，堆場應(yīng)有避雨設(shè)施。礦物摻合料應(yīng)按品種和生產(chǎn)廠家

分別標(biāo)識和貯存，不得與水泥等其他粉狀物料混雜，并應(yīng)防止受潮。外加劑應(yīng)按品

種和生產(chǎn)廠家分別標(biāo)識和貯存，并應(yīng)有防潮措施。如使用液態(tài)外加劑，應(yīng)儲存在密

閉容器內(nèi)，并應(yīng)防曬和防凍，如有沉淀等異?，F(xiàn)象，經(jīng)檢驗合格后方可使用。濕混

料中如需加入纖維，纖維應(yīng)按品種、規(guī)格和生產(chǎn)廠家分別標(biāo)識和貯存。

原材料計量應(yīng)采用電子計量設(shè)備。計量設(shè)備應(yīng)具有法定計量部門簽發(fā)的有效檢

定證書，并應(yīng)定期校驗。生產(chǎn)單位每月應(yīng)至少自檢一次；每一工作班開始前，應(yīng)對

計量設(shè)備進(jìn)行零點校準(zhǔn)。計量設(shè)備應(yīng)滿足計量精度要求。計量設(shè)備應(yīng)能連續(xù)計量不

同配合比砂漿的各種原材料，并應(yīng)具有實際計量結(jié)果逐盤記錄和存儲功能。粉狀和

顆粒狀原材料的計量應(yīng)按質(zhì)量計，水和液體外加劑的計量可按體積計。

原材料的計量允許偏差應(yīng)符合表5的規(guī)定。對于3D打印混凝土濕混料的原材

料計量，應(yīng)根據(jù)骨料含水率的變化，及時調(diào)整骨料和拌合用水的稱量。

表53D打印混凝土濕混料原材料計量允許偏差

原材料品種水泥骨料礦物摻合料外加劑水

計量允許偏差（%）±1±2±1±1±1

15

3D打印混凝土濕混料宜采用符合GB/T9142《建筑施工機(jī)械與設(shè)備混凝土攪

拌機(jī)》要求的強(qiáng)制式攪拌機(jī)進(jìn)行攪拌，宜采用獨立的生產(chǎn)線。攪拌時間應(yīng)保證濕混

料攪拌均勻，宜與計量配料系統(tǒng)的配料時間相匹配。從全部材料投完算起，濕混料

攪拌時間不應(yīng)少于30s，并應(yīng)根據(jù)拌合物狀態(tài)及時調(diào)整攪拌時間。出機(jī)拌合物中不

應(yīng)有干粉團(tuán)，如使用纖維則不應(yīng)有肉眼可見的纖維結(jié)團(tuán)。宜根據(jù)濕混料可打印時間

和項目現(xiàn)場打印進(jìn)度，合理配置生產(chǎn)方案，分批制備3D打印混凝土濕混料，保證

供應(yīng)連續(xù)。濕混料品種更換時，攪拌機(jī)及輸送設(shè)備等應(yīng)清理干凈。濕混料在生產(chǎn)過

程中產(chǎn)生的廢水、廢料、粉塵和噪音等應(yīng)符合環(huán)保要求，不得對周圍環(huán)境造成污染，

所有原材料的輸送及計量工序均應(yīng)在封閉狀態(tài)下進(jìn)行，并應(yīng)有收塵裝置。骨料堆場

應(yīng)有防揚塵措施。

3D打印混凝土濕混料應(yīng)采用符合GB/T26408《混凝土攪拌運輸車》要求的攪

拌運輸車運送。攪拌運輸車在裝料、運送過程中應(yīng)能保證濕混料的均勻性，不應(yīng)產(chǎn)

生分層、離析現(xiàn)象。對于寒冷、嚴(yán)寒或炎熱的天氣情況，攪拌運輸車的攪拌罐應(yīng)有

保溫或隔熱措施。攪拌運輸車在裝料前應(yīng)將攪拌罐內(nèi)積水排盡，裝料后嚴(yán)禁向攪拌

罐內(nèi)加水。攪拌運輸車在運送過程中應(yīng)避免遺灑，卸料后應(yīng)及時清洗干凈。濕混料

從攪拌機(jī)卸入攪拌運輸車至卸料打印時的運輸時間不宜大于90min，應(yīng)合理配置運

輸能力保證打印進(jìn)程的連續(xù)性。濕混料的開放時間應(yīng)匹配打印進(jìn)程，結(jié)合凝結(jié)時間、

可擠出性能和可打印性能進(jìn)行調(diào)整，并經(jīng)試驗驗證。

8試驗方法

3D打印混凝土預(yù)混料濕拌性能包括表觀密度、含氣量、工作性能、濕坯強(qiáng)度

和變形模量。3D打印混凝土硬化性能測試包括立方體抗壓強(qiáng)度、軸心抗壓強(qiáng)度、靜

力受壓彈性模量、抗折強(qiáng)度、劈裂抗拉強(qiáng)度（界面粘結(jié)強(qiáng)度）以及抗剪強(qiáng)度，參見

T/CBMF183—2022/T/CCPA33—2022《3D打印混凝土力學(xué)性能試驗方法》。3D打

印混凝土耐久性測試包括抗凍試驗、抗水滲透試驗、抗氯離子滲透試驗、碳化試驗、

抗硫酸鹽侵蝕試驗。

試驗環(huán)境相對濕度不宜小于50%，溫度應(yīng)保持在（20±5）攝氏度。硬化性能及

耐久性能測試試件應(yīng)分別采用標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)和同條件養(yǎng)護(hù)，采用標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)時，試件應(yīng)放

16

入溫度為（20±2）攝氏度、相對濕度為95%以上的標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)室中養(yǎng)護(hù)，或在溫度為

（20±2）攝氏度的不流動氫氧化鈣飽和溶液中養(yǎng)護(hù)。

區(qū)別于傳統(tǒng)澆筑成型混凝土，3D打印混凝土力學(xué)性能呈現(xiàn)一定的各向異性，測

試其力學(xué)性能時，應(yīng)根據(jù)構(gòu)件實際受力情況選取加載方向《3D打印混凝土力學(xué)性能

試驗方法》T/CBMF183-2022/T/CCPA33—2022，并在試驗報告中注明加載方向和

界面情況。

3D打印混凝土力學(xué)性能測試所用試件尺寸、試件的取樣和加工、試件尺寸測量

和允許偏差應(yīng)符合T/CBMF183-2022/T/CCPA33—2022《3D打印混凝土力學(xué)性能試

驗方法》的規(guī)定。

8.1濕拌性能

3D打印混凝土表觀密度試驗參照GB/T50080《普通混凝土拌合物性能試驗方法》

中規(guī)定的方法進(jìn)行測試。含氣量試驗參照GB/T50080《普通混凝土拌合物性能試驗

方法》中規(guī)定的方法進(jìn)行測試。流動性試驗參照T/CBMF184—2022/T/CCPA34—

2022《3D打印混凝土拌合物性能試驗方法》中規(guī)定的方法進(jìn)行測試。當(dāng)3D打印混

凝土拌合物所含骨料粒徑≤5mm時，流動性按GB/T2419《水泥膠砂流動度測定方

法》規(guī)定的方法進(jìn)行測試；當(dāng)3D打印混凝土拌合物所含骨料粒徑超過5mm時，流

動性按GB/T50080《普通混凝土拌合物性能試驗方法》規(guī)定的坍落度與坍落擴(kuò)展度

法進(jìn)行測試。擠出性試驗適用于評價3D打印混凝土拌合物從擠出頭出料口擠出時

的連續(xù)性和均勻性。擠出性試驗參照T/CBMF184—2022/T/CCPA34—2022《3D打

印混凝土拌合物性能試驗方法》中規(guī)定的方法進(jìn)行測試。開放時間適用于評價3D

打印混凝土拌合物保持順利擠出并穩(wěn)定建造的時間。開放時間試驗參照T/CBMF

184—2022/T/CCPA34—2022《3D打印混凝土拌合物性能試驗方法》中規(guī)定的方法

進(jìn)行測試?？山ㄔ煨栽囼灠▓A筒坍落度試驗和打印體穩(wěn)定性試驗，分別測試3D

打印混凝土拌合物的形狀保持能力和3D打印拌合物在逐層堆疊過程中的穩(wěn)定性。

建造性試驗參照T/CBMF184—2022/T/CCPA34—2022《3D打印混凝土拌合物性能

試驗方法》中規(guī)定的方法進(jìn)行測試。濕坯強(qiáng)度和變形模量試驗參照T/CBMF184—

2022/T/CCPA34—2022《3D打印混凝土拌合物性能試驗方法》中規(guī)定的方法進(jìn)行測

試。凝結(jié)時間試驗參照T/CBMF184—2022/T/CCPA34—2022《3D打印混凝土拌合

17

物性能試驗方法》中規(guī)定的方法進(jìn)行測試。當(dāng)3D打印混凝土拌合物所含骨料粒徑

≤5mm時，凝結(jié)時間按JGJ/T70規(guī)定方法進(jìn)行測試。當(dāng)3D打印混凝土拌合物所

含骨料粒徑>5mm時，凝結(jié)時間按GB/T50080規(guī)定方法進(jìn)行測試。

8.2硬化性能

3D打印混凝土立方體抗壓強(qiáng)度試驗參照T/CBMF183-2022/T/CCPA33-2022

《3D打印混凝土力學(xué)性能試驗方法》中規(guī)定的方法進(jìn)行測試。3D打印混凝土軸心

抗壓強(qiáng)度試驗參照T/CBMF183-2022/T/CCPA33-2022《3D打印混凝土力學(xué)性能試

驗方法》中規(guī)定的方法進(jìn)行測試。3D打印混凝土靜力受壓彈性模量試驗參照

T/CBMF183-2022/T/CCPA33-2022《3D打印混凝土力學(xué)性能試驗方法》中規(guī)定的方

法進(jìn)行測試。3D打印混凝土抗折強(qiáng)度試驗參照T/CBMF183-2022/T/CCPA33-2022

《3D打印混凝土力學(xué)性能試驗方法》中規(guī)定的方法進(jìn)行測試。

當(dāng)3D打印混凝土拌合物所含骨料粒徑超過5mm時，參見混凝土新老界面粘結(jié)

強(qiáng)度，3D打印混凝土劈裂抗拉強(qiáng)度包括基體劈裂抗拉強(qiáng)度和層條界面劈裂抗拉強(qiáng)度，

參照T/CBMF183-2022/T/CCPA33-2022《3D打印混凝土力學(xué)性能試驗方法》中規(guī)

定的方法進(jìn)行測試。當(dāng)3D打印混凝土拌合物所含骨料粒徑≤5mm時，參見砂漿界

面粘結(jié)強(qiáng)度。

3D打印混凝土抗剪強(qiáng)度包括基體抗剪強(qiáng)度和界面抗剪強(qiáng)度，參照T/CBMF

183-2022/T/CCPA33-2022《3D打印混凝土力學(xué)性能試驗方法》中規(guī)定的雙面剪切

法進(jìn)行測試。

8.3耐久性能

3D打印混凝土抗凍試驗參照GB/T50082《普通混凝土長期性能和耐久性能試

驗方法標(biāo)準(zhǔn)》中規(guī)定的方法進(jìn)行測試。

當(dāng)3D打印混凝土拌合物所含骨料粒徑超過5mm時，3D打印混凝土抗水滲透

試驗參照GB/T50082《普通混凝土長期性能和耐久性能試驗方法標(biāo)準(zhǔn)》中規(guī)定的方

法進(jìn)行測試。3D打印混凝土抗氯離子滲透試驗參照GB/T50082《普通混凝土長期

性能和耐久性能試驗方法標(biāo)準(zhǔn)》中規(guī)定的方法進(jìn)行測試。3D打印混凝土碳化試驗參

照GB/T50082-2009《普通混凝土長期性能和耐久性能試驗方法標(biāo)準(zhǔn)》中規(guī)定的方

法進(jìn)行測試。3D打印混凝土抗硫酸鹽侵蝕試驗參照GB/T50082《普通混凝土長期

18

性能和耐久性能試驗方法標(biāo)準(zhǔn)》中規(guī)定的方法進(jìn)行測試。

9檢驗規(guī)則

3D打印混凝土預(yù)混料型式檢驗的項目見表6。

在下列情況下進(jìn)行型式檢驗：

a）正常生產(chǎn)條件下，每六個月進(jìn)行一次；

b）新產(chǎn)品投產(chǎn)或產(chǎn)品定型鑒定時；

c）原材料、配方等發(fā)生變化，影響產(chǎn)品質(zhì)量時；

d）生產(chǎn)工藝進(jìn)行調(diào)整、設(shè)備進(jìn)行維修、連續(xù)停產(chǎn)超過一個月以上恢復(fù)生產(chǎn)或成

品存放期超過三個月時。

3D打印混凝土預(yù)混料生產(chǎn)廠在同一品種、同一規(guī)格、同一配比預(yù)混料連續(xù)生產(chǎn)

的第一盤必須進(jìn)行取樣檢驗，其中開盤檢驗僅對濕拌性能進(jìn)行檢驗（見表6濕拌性

能部分）根據(jù)其檢驗結(jié)果對生產(chǎn)工藝參數(shù)進(jìn)行調(diào)整。

表63D打印混凝土預(yù)混料檢驗項目

預(yù)混料種類濕拌性能硬化性能

坍落度和坍落度經(jīng)時損失、擴(kuò)展抗壓強(qiáng)度、彈性模

3D打印混凝土干混料度、流動度、含氣量、凝結(jié)時間、量、氯離子滲透性

可擠出性、可建造性能

表觀密度、坍落度和坍落度經(jīng)時抗壓強(qiáng)度、彈性模

3D打印混凝土濕混料損失、擴(kuò)展度、流動度、含氣量、量、氯離子滲透性

凝結(jié)時間、可擠出性、可建造性能

每一批預(yù)混料產(chǎn)品出廠前必須進(jìn)行批檢。批檢項目見表6。預(yù)混料產(chǎn)品合格證

應(yīng)以批檢結(jié)果為依據(jù)。

同一配料工藝條件、同一類型、同一性能等級產(chǎn)品100t為一批。同一工程應(yīng)用，

不足上述數(shù)量時亦可以作為一批。同一配料工藝條件指相同原料、相同生產(chǎn)工藝及

穩(wěn)定連續(xù)生產(chǎn)；同一類型和性能等級，對于預(yù)混料打印產(chǎn)品指相同顏色、相同新拌

工作性能和相同抗壓強(qiáng)度等級。

19

9.1檢驗項目

3D打印混凝土預(yù)混料檢驗項目可參考表6選取設(shè)定，出廠時按需方要求根據(jù)合

同進(jìn)行檢驗。

9.2取樣與檢驗

3D打印混凝土預(yù)混料取樣規(guī)則如下：

a）預(yù)混料出廠檢驗的取樣試驗工作應(yīng)由供方承擔(dān)，用于出廠檢驗的預(yù)混料試樣

應(yīng)在生產(chǎn)地點抽取。

b）取樣方法如下：

I取樣應(yīng)用不小于1升容量的取樣金屬鏟斗將預(yù)混料樣本盛裝至清潔、干燥且

可密封的取樣容器。

II每驗收批的取樣方法見表7，取樣數(shù)量見表8。

表73D打印混凝土預(yù)混料取樣方法

預(yù)混料儲存方式取樣方法

隨機(jī)抽取8袋，每袋分別取1個小樣本，混成所需試驗

袋裝預(yù)混料

用樣本

用鏟斗從卸下流動中的預(yù)混料橫向取出小樣本，在不同

散裝罐車、貯存?zhèn)}

時間間隔按上述方法取不少于8個小樣本，混成所需試

或卸料罐

驗用樣本

用鏟斗在面層以下合理深度，按一定間距取不少于8個

貯存?zhèn)}或貯存罐

小樣本，混成所需試驗用樣本

用鏟斗在預(yù)混料出料口處橫向取樣，以保證樣本的代表

現(xiàn)場預(yù)混料攪拌機(jī)性。整盤預(yù)混料取不少于8個小樣本，混成所需試驗用

樣本

注：對每一項試驗，應(yīng)不小于表8所規(guī)定的最小取樣數(shù)量，須做多項試驗時，如確能保

證樣品以一項試驗后不影響其他項試驗結(jié)果，可用同組樣品進(jìn)行幾項不同試驗。

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表83D打印混凝土預(yù)混料每一試驗項目所需最少取樣數(shù)量

單位為升

試驗項目預(yù)混料拌合物最少取樣數(shù)量

坍落度和坍落度經(jīng)時損失10

擴(kuò)展度10

流動度10

含氣量10

凝結(jié)時間6

可擠出性6

可建造性10

抗壓強(qiáng)度10

彈性模量10

氯離子滲透性能10

預(yù)混料從出廠批次應(yīng)符合表9的規(guī)定

表93D打印混凝土預(yù)混料出廠批次

單位為噸

年生產(chǎn)能力產(chǎn)品批量

≤1000≤800

400～1000≤600

≤400≤400或4日產(chǎn)量

注：年生產(chǎn)能力為1000t以上，不超過800t為一個編號，其余類推。

9.3評定

按第8章試驗方法和第6章質(zhì)量要求根據(jù)合同要求測試評定表5中所列項目，

如所有項目符合相應(yīng)等級要求，則判定該批產(chǎn)品合格。如濕拌性能超出要求，允許

調(diào)整水料比和外加劑用量至符合要求，然后制備試件檢驗硬化性能，抗壓強(qiáng)度、抗

滲性能符合相應(yīng)要求，可判定該批產(chǎn)品合格，預(yù)混料產(chǎn)品應(yīng)按調(diào)整后水料比和外加

劑用量使用。調(diào)整后的檢驗項目有一項超出要求，則判該批預(yù)混料不合格。

10包裝、貯存和運輸

21

10.1標(biāo)志

3D打印預(yù)混料產(chǎn)品外包裝上的標(biāo)志或散裝交貨卡片上應(yīng)包含：生產(chǎn)企業(yè)名稱、

地址；產(chǎn)品名稱、標(biāo)記和商標(biāo)；產(chǎn)品凈重；特別約定的顏色標(biāo)記；生產(chǎn)日期和出廠

編號；貯存與運輸注意事項，包括“嚴(yán)禁受潮”字樣；貯存期。

3D打印預(yù)混料產(chǎn)品包裝上的標(biāo)志應(yīng)包含：產(chǎn)品規(guī)格、產(chǎn)品凈重、生產(chǎn)日期與批

號、貯存與運輸注意事項。

3D打印預(yù)混料生產(chǎn)者應(yīng)提供產(chǎn)品出廠檢驗報告（合格證）和使用說明。如有要

求，生產(chǎn)者提供半年或一年的產(chǎn)品勻質(zhì)性檢驗評定結(jié)果。

10.2包裝

3D打印預(yù)混料產(chǎn)品可袋裝或散裝。袋裝時應(yīng)用防潮包裝袋。小包裝袋（包裝質(zhì)

量不超過50kg）應(yīng)符合GB/T9774的規(guī)定；集裝袋（包裝質(zhì)量為500kg~3000kg）

應(yīng)符合GB/T10454的規(guī)定。

每袋凈含量不應(yīng)少于其標(biāo)志質(zhì)量的99%。隨機(jī)抽取20袋，總質(zhì)量（含包裝袋）

應(yīng)不少于標(biāo)志質(zhì)量的總和。

10.3貯存和運輸

不同類型、不同等級的產(chǎn)品應(yīng)分別貯存，不應(yīng)混雜。避免日曬雨淋，不應(yīng)接近

火源，設(shè)置隔擋防止碰撞、撕刮，注意通風(fēng)。產(chǎn)品應(yīng)干燥保存。應(yīng)有防雨、防潮、

防塵措施。3D打印干混料產(chǎn)品的貯存期從生產(chǎn)之日起為90d。貯存超過90d，應(yīng)檢

驗外觀和按出廠檢驗項目重新檢驗。

三、主要技術(shù)分析與指標(biāo)確定

為保證標(biāo)準(zhǔn)項目要求的合理性，編制工作組對3D打印混凝土的配合比試驗文

獻(xiàn)進(jìn)行了深入調(diào)研，結(jié)合生產(chǎn)企業(yè)進(jìn)行了廣泛的樣品收集開展了驗證試驗。標(biāo)準(zhǔn)編

制組本著實事求是、精益求精的精神，在基材選取與處理、試樣配置與試件制備、

試驗方法與處理條件等諸多方面加以論證、補充、細(xì)化、完善。

(一)3D打印混凝土材料配合比設(shè)計

3D打印混凝土(簡稱3DPC)需要滿足一定的流變性、可打印性能與成型后力學(xué)

性能，以適應(yīng)在制作過程中泵送、擠壓、堆疊成型、硬化承載等不同階段的要求，

22

其材料組分有別于現(xiàn)澆混凝土。由于輸送系統(tǒng)尺寸限制，目前3D打印膠凝材料體

系中不建議使用粒徑超過5mm的骨料，少量研究[1]使用了粒徑為10mm的粗骨料。

現(xiàn)有的3D打印混凝土在原材料的組成可分為膠凝材料、骨料、水、纖維、以及外

加劑。其中膠凝材料以硅酸鹽水泥或硫鋁酸鹽水泥為主，以高爐粒渣礦粉、粉煤灰、

硅灰、石灰石填料等工業(yè)廢渣為輔助材料。為控制物料的工作性能與開放時間，還

使用了減水劑、促進(jìn)劑和緩凝劑等外加劑。材料組分及比例對3D打印混凝土性能

有較顯著的影響。國內(nèi)外研究表明[2-22]：水與膠凝材料之比在0.23~0.45范圍內(nèi)，骨

料與膠凝材料之比在0.6~1.2范圍內(nèi)，能夠獲得較好的打印性能和后期力學(xué)強(qiáng)度，

如圖2所示。

a最大骨料粒徑≤5mmb最大骨料粒徑>5mm

圖2國內(nèi)外3D打印混凝土配合比參數(shù)分析

1水泥及膠凝材料

3DPC要求材料性能具備適用的凝結(jié)時間與較高的早期強(qiáng)度。現(xiàn)有研究大多數(shù)

采用普通硅酸鹽水泥，其凝結(jié)時間長，早期強(qiáng)度較低，可采用一定劑量速凝劑調(diào)整。

硫鋁酸鹽水泥含有大量的C4A3礦物成分，具備早強(qiáng)、高強(qiáng)、高抗?jié)B、高抗凍等優(yōu)

良特點，但會過快凝結(jié)。因此針對兩者開展試驗研究以獲得3D打印適用的凝結(jié)及

早期性能成為研究趨勢。Sun等人[23]采用了硫鋁酸鹽水泥結(jié)合葡萄糖酸鈉緩凝劑調(diào)

節(jié)凝固時間，將新拌混凝土的初凝時間控制在20到60分鐘內(nèi)。楚宇揚[24]進(jìn)行了硅

酸鹽水泥與硫鋁酸鹽水泥復(fù)摻，硫鋁酸鹽水泥替換硅酸鹽水泥14wt%~20wt%，快硬

硫鋁酸鹽水泥促凝效果明顯，凈漿凝結(jié)時間與砂漿凝結(jié)時間都得到了有效地降低，

初凝時間可控制在40~70min之間，滿足打印建造需求，同時提升1d抗壓與抗折強(qiáng)

度強(qiáng)度約20%。Soltan[25]使用鋁酸鈣水泥制備了纖維增強(qiáng)3D打印混凝土，獲得材料

23

流動性系數(shù)為1.2~1.4，滿足3D打印的要求，同時具備較高的早期強(qiáng)度，7d強(qiáng)度為

30~38MPa。

針對新型水泥開展3D打印材料探索一直是增材建造的熱點方向，Panda[26]采用

反應(yīng)性氧化鎂基水泥(MgO-SiO2)，獲得了高強(qiáng)度(28d抗壓強(qiáng)度38.3~44.3MPa)、低

坍落度(最大10mm)、高流動度(100~180mm)以及良好打印性的打印水泥基材料。

相較于普通硅酸鹽水泥1450°C的煅燒溫度，其煅燒溫度僅為700°C，生產(chǎn)過程中的

碳排放量更小，并可從廢物中提取研制。Weng[27]開發(fā)了磷酸鎂鉀水泥(MKPC)應(yīng)用

于3D打印混凝土，具備低碳環(huán)保的特點，含有質(zhì)量分?jǐn)?shù)60wt%的粉煤灰與10wt%

的硅粉，具備快速硬化能力，初凝時間為5~25min。試驗證明材料及配合比可用于

3D打印，能夠完成20層和180mm高度的試件打印。除此之外，還有使用土基材

料配合海藻酸鹽等生物聚合物作為打印材料[28]，打印的試件生坯強(qiáng)度與傳統(tǒng)土基材

料的抗壓強(qiáng)度接近，分別為1.21±0.03MPa與1.22±0.04MPa?；诘刭|(zhì)聚合物的材

料同樣適合用于3D打印。Xia等人[29]所制備的基于地質(zhì)聚合物的材料能夠?qū)崿F(xiàn)足夠

的可打印性，可用于基于粉末的3D打印工藝。文獻(xiàn)[30]采用了地質(zhì)聚合物作為3D

打印的膠凝材料，進(jìn)行了流變性研究，獲得了材料配合比的靜態(tài)屈服應(yīng)力為0.4~1.6

KPa。研究表明：靜態(tài)屈服應(yīng)力為0.6~1.0KPa時，地質(zhì)聚合物砂漿可以滿足可擠出

性能，開放時間為10~50min，獲得了較好的打印性能，成功打印了尺寸為高度60cm，

寬度35cm的柱結(jié)構(gòu)。

2輔助膠凝材料(SCM)

目前國內(nèi)外最為廣泛應(yīng)用的輔助膠凝材料為粉煤灰、高爐礦渣、硅灰以及偏高

嶺土等，其內(nèi)部均含有礦物質(zhì)成分，在水泥水化過程中會引起二次水化反應(yīng)，通常

稱為火山灰反應(yīng)。這些材料部分替代膠凝材料可以改善3D打印混凝土拌合物與硬

化后的力學(xué)性能，如抗壓強(qiáng)度、抗折強(qiáng)度、抗?jié)B性能等，同時節(jié)省了原材料成本。

目前已經(jīng)有較多研究采用SCM替代部分膠凝材料，取得了較好的打印效果與材料

性能。

Chen[31]分析了3D打印混凝土中使用SCM的可行性，歸納總結(jié)使用硅粉和粉

煤灰可代替高達(dá)45wt％比例的水泥，獲得了良好的可打印性能。Chen[32]使用摻量

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1wt%~3wt%的偏高嶺土，提升了水泥漿體的靜態(tài)屈服應(yīng)力，結(jié)構(gòu)變形