随着我国社会和经济的发展,在国家相关政策的指引下,建筑工业化在我国逐步发展起来,建筑工业化的主要标志是建筑设计标准化、构配件生产工厂化,施工机械化和组织管理科学化,然而对于建筑中复杂造型构配件的生产建造过程难以做到大批量按需定制和个性化定制,当下流行的3D打印技术为我们实现复杂造型建筑部品和结构构件的标准化、个性化生产提供了一种解决思路,3D打印以数字模型文件为基础,运用计算机自动控制技术,通过逐层打印方式来快速构造三维实体,在建筑行业中应用3D打印技术,可以实现建筑中复杂造型的个性化定制,复杂造型构件通过直接打印成型或打印出复杂造型的永久模板结合后浇组合的方式来成型。本文将以此为出发点,利用3D打印技术建造出一种圆柱的永久模板,并研究其组合构件的力学性能,主要的研究工作如下:1、为探究3D打印水泥基材料的配合比,将水泥基材料配合比中的砂灰比、硅灰含量、碳酸钙晶须含量作为变量,通过全交变量法得到27组不同的材料配合比,通过流动性和流变性试验得出每组水泥基材料的流动性指标和流变性指标,并根据实际3D打印确定的最佳流动性指标,得出最为接近该指标的材料组别,同时比较其流变性指标,得出最佳的材料配合比。2、探究了3D打印工艺及永久模板的制备技术,3D打印工艺由打印流程、代码优化和时间参数三个方面组成,根据3D打印机构造和基本操作过程得出其打印流程,根据3D打印代码的基本组成通过实际打印优化其中的高度参数和挤出量参数得到满意的可打印效果,通过在材料配合比中应用硫铝酸盐水泥替代部分硅酸盐水泥的方法,调节水泥基材料的工作时间和凝结时间,得到打印工艺中的时间参数。并通过选取合适的打印材料和基于代码及供料计划的3D打印工艺流程,根据层间上升位置的不同,实际打印出两种圆柱永久模板。3、采用抗拉、抗剪、抗折抗压试验探究3D打印制品的层间粘结性能,评价3D打印制品在“层层堆积”制造方法下的整体性,反映出利用3D打印制作出的永久模板的整体性。4、将3D打印制造的永久模板内部填充传统建筑材料形成组合圆柱,并设置同等尺寸和配筋率的现浇圆柱,通过轴压试验,分析不同模板成型方式、配筋率对组合圆柱轴压性能的影响,并对比现浇圆柱构件,探讨组合圆柱和现浇圆柱轴压性能的区别,评价组合圆柱的实用性;基于规范推导计算出组合圆柱的轴压承载力计算公式和偏压正截面承载力计算公式,并对组合柱的轴压和偏压进行有限元建模计算分析。基于以上研究,本文的创新点和收获如下:1、设计和制备了3D打印水泥基材料;2、细化了3D打印的流程和代码编写的具体参数,并结合材料的工作时间和凝结时间开发了打印材料与打印设备协同的3D打印工艺,并基于此打印工艺成功打印出两种圆柱的永久模板;3、试验验证了3D打印制品良好的层间粘结性能,保证3D打印永久模板的整体性;4、永久模板组合柱有着更优异的力学性能,为此类新型组合构件的推广应用提供了试验基础。