近日，土木工程材料实验室顺利完成3D打印混凝土材料断裂性能系列测试试验，项目由我院岳健广教授课题组牵头，由校企合作前沿材料开发与应用研究项目支持。

混凝土3D打印是采用增材制造技术通过数字化、自动化、机械化的方式将混凝土材料以逐层堆积方式成型的新型建造技术，具有省材省工、快速建造的优势，具备与装配式建筑、智能建造、低碳材料相结合的属性。但该特殊打印工艺将会引起3D打印混凝土材料内部存在诸多界面，导致材料各向异性显著，尤其是界面上的初始缺陷对于其界面断裂性能影响显著。

岳健广教授课题在土木工程材料实验室组完成了3D打印混凝土断裂性能系列测试试验，深入研究了3D打印混凝土在实际工程结构中的力学行为及其断裂特性。该项目通过工业级3D打印混凝土打印系统开发了20mm级粒径混凝土的编程打印程序，实现了长度4.5米、10层条带连续打印作业，通过切割方法制作了带裂缝标准三点弯曲梁（100 mm×100 mm×400mm）试件。项目试验分别对3D打印混凝土、3D打印碳纤维和钢纤维增韧混凝土等混凝土材料开展了系列标准三点弯曲梁断裂性能测试。试验利用了声发射技术(AE)与图像相干法技术(DIC)监测了3D打印混凝土材料在断裂过程中的动态变化，通过测试打印界面特征对微观开裂模式的影响，重点考察研究了打印路径和加载方向等因素3D混凝土材料断裂性能的影响。

岳健广教授课题组针对3D打印混凝土断裂性能的系统性试验研究揭示了其断裂内在机理及其断裂力学特性，为开发高抗裂韧性3D打印混凝土提供了新思路，也为3D打印混凝土构件和结构性能研究奠定了材料研究基础，成果将有助于推动3D打印混凝土在建筑工程中的广泛应用，特别是在抗震设计领域中的潜力。目前，该试验研究项目已在Cement and Concrete Composites、Construction and Building Materials和《建筑结构学报》等国内外期刊发表高水平论文多篇，获发明专利6项，成功获批2024年国家自然科学基金(面上项目)，系列成果奠定了我学院科研团队在3D打印混凝土材料工程应用领域的领先地位。

岳健广教授，现任南京工业大学土木工程学院副院长、江苏省智能建造重点产业学院副院长，全国增材制造专业委员会秘书长。岳健广教授课题组主要开展增材制造、断裂与损伤力学、钢-混凝土组合结构等领域的基本理论、技术开发与应用研究工作。

作者：岳健广、徐锋    审核：张涛、方海、杨会峰

图1  3D打印混凝土断裂试验

图2  3D打印混凝土断裂性能曲线