段卓平等人的研究发现,对于有一定厚度的混凝土靶,如果装药的密度不变,它的临界震塌厚度会随着装药的长度或者长径比的增加,不是直线地增加,而且混凝土靶的临界震塌厚度是有最大数值的。在国内外,学者们对于 3D 打印水泥基材料的研究,多数都集中在改进工艺设备、准备材料、研究可打印的性能以及力学的各项异性这些方面。但是对于 3D 打印混凝土材料在超高性能混凝土(Ultra High Performance Concrete ,UHPC)、耐久性能、动态抗冲击性能以及功能梯度结构这些方面的研究几乎没怎么做,在传统研究的范围基础上对这些内容进行探索,具体有下面四个方面。

3D打印混凝土的配合比设计,制作 3D 打印的 UHPC 材料、3D 打印功能梯度混凝土。查看资料,进行分析总结,确定一开始的混凝土配合比。研究一开始的配合比中,钢纤维、玄武岩纤维、玻璃纤维、减水剂还有掺和料对混凝土材料流动程度和力学性能有啥影响,总结出能调节可打印性能的办法,结合实际打印的情况,选出适合 3D 打印的混凝土配合比。

然后研究纤维、打印的路径还有梯度结构对 3D 打印混凝土试件静态力学性能的影响规律。研究不同种类的纤维,比如玄武岩纤维和玻璃纤维,对 3D 打印混凝土抗折强度和抗压强度的影响;研究垂直打印路径的试件和单一打印路径的试件,它们抗折强度和抗压强度的差别;研究钢纤维的长度和体积率对 3D 打印混凝土抗折强度和抗压强度的影响;研究 3D 打印功能梯度混凝土的抗折强度和抗压强度。