CN113024137A - 一种3d建造层间粘结强度的增强装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种3D建造层间粘结强度的增强装置及其方法，所述的装置包括同心设置且长度相同的不锈钢空心钢管和铁磁性材料外层管,在不锈钢空心钢管的外径上缠绕用于在不锈钢空心钢管产生竖向匀强磁场的漆包线圈，不锈钢空心钢管和铁磁性材料外层管两端设有上盖板和下盖板，漆包线圈的接线头从上盖板或下盖板穿出；在不锈钢空心钢管的内径设有硅钢铁芯；该硅钢铁芯由第一实心不锈钢棒和第二实心不锈钢棒固定于不锈钢空心钢管中央；在铁磁性材料下盖板两侧，通过横梁对称连接有纵向磁力装置。采用该3D建造层间粘结强度的增强装置进行3D打印，能够增强打印试件的整体性，相比于乱向分布的纤维，能使得打印试件具有更好的抗震能力。

Description

一种3D建造层间粘结强度的增强装置及方法
技术领域
本发明属于3D打印技术领域，涉及纤维混凝土3D建造，具体涉及一种 3D建造层间粘结强度的增强装置及其应用。
背景技术
近年来，3D打印技术已成为国内外重点研究的“快速成型技术”。该技术又名“增材技术”，是指通过建筑材料连续叠加，生成三维实体的一种技术，已在工业设计、航空航天，医疗卫生等领域取得较多成果。随着3D打印技术的不断发展，3D打印技术将更多地运用在建筑领域。3D打印混凝土技术是在3D打印技术的基础上发展起来应用于混凝土施工的新技术，与传统模板浇筑混凝土施工技术相比，3D打印混凝土技术具有节约成本、绿色环保、人员流动少、施工周期短、生产效率高等优点。已有的研究表明，3D打印混凝土存在层间粘结薄弱层，当构件受到外力作用后，破坏多发生在层间粘结处。改善和提高层间粘结强度将作为3D打印混凝土技术的一个研究重点，对确定工程结构的承载安全性能具有重要意义。
现有的层间粘结强度的增强方法有涂抹粘性砂浆法、预埋钢筋法。由于层间涂抹粘性砂浆增强粘结能力的范围有限，不能用于大型结构的建造；预埋钢筋法在打印前期，需要人工绑扎钢筋，会耗费大量的人力，限制了3D打印技术高自由度的发展。一些学者提出了在3D打印试件中加入钢纤维的方法，但由于技术上的限制，纤维在打印试件中多为乱向分布，并不能解决其薄弱的层间粘结。
发明内容
针对现有技术中存在的缺陷或不足，本发明的一个目的在于，提供一种3D建造层间粘结强度的增强装置及其采用该装置制备单向分布钢纤维混凝土的方法。
为了实现上述任务，本发明采取如下的技术解决方案：
一种3D建造层间粘结强度的增强装置，包括同心设置且长度相同的不锈钢空心钢管和铁磁性材料外层管，其特征在于，在不锈钢空心钢管的外径上缠绕有用于在不锈钢空心钢管产生竖向匀强磁场的漆包线圈，不锈钢空心钢管和铁磁性材料外层管两端设有将不锈钢空心钢管和铁磁性材料外层管固定在一起的铁磁性材料上盖板和铁磁性材料下盖板，漆包线圈的接线头从铁磁性材料上盖板或铁磁性材料下盖板穿出；在不锈钢空心钢管的内径设有硅钢铁芯；该硅钢铁芯由第一实心不锈钢棒(6)和第二实心不锈钢棒固定于不锈钢空心钢管中央；
在铁磁性材料下盖板两侧，通过横梁对称连接有纵向磁力装置，在纵向磁力装置内均匀安装有六个用于产生竖向方向匀强磁场的小型通电螺线管，在横梁上设置有横向轨道，通过该横向轨道使得纵向磁力装置在横梁上移动。
上述3D建造层间粘结强度的增强装置制备单向分布钢纤维混凝土的方法，其特征在于，具体步骤为：
第一步，确定钢纤维混凝土配合比，并按配合比准备混凝土材料，其中，水灰比范围在0.3～0.4之间，钢纤维的体积掺量为混凝土体积的0.4％～ 1.5％，钢纤维长度与打印层高相等；
第二步，将准备的水、水泥、矿粉、粉煤灰在搅拌机中搅拌均匀后，加入减水剂和钢纤维，搅拌均匀后形成钢纤维混凝土拌合物；
第三步，将钢纤维混凝土拌合物放入3D打印设备的供料系统中；在将钢纤维混凝土拌合物加入供料系统的过程中，若出现供料系统中钢纤维混凝土拌合物过于粘稠，采用喷雾加湿，并进行振捣，以使钢纤维混凝土拌合物具有良好的流动性；
第四步，将3D建造层间粘结强度的增强装置外接直流电源，使钢纤维混凝土拌合物中的钢纤维在通过内部3D建造层间粘结强度的增强装置的过程中，在外加磁场的作用下，控制钢纤维转动；外加磁场应使得钢纤维在3D建造层间粘结强度的增强装置的喷管内挤出的时间大于钢纤维在不锈钢空心钢管内定向所需时间；
第五步，钢纤维在磁场力、绕流阻力的力矩作用下，钢纤维绕着磁场的方向转动，当钢纤维的排列方向与磁场方向平行时，转动停止；随后，钢纤维与水泥砂浆一同在3D打印设备螺旋泵的推力作用下，从不锈钢空心钢管连接的喷管内沿与打印垂直的方向挤出，垂直进入到打印混凝土上下层的界面粘结处，得到单向分布钢纤维混凝土。
其中，钢纤维在不锈钢空心钢管内定向所需时间，可参考林建军的水泥基材料中钢纤维定向计算公式进行计算：
Figure BDA0002973100650000031
Figure BDA0002973100650000032
其中，B为磁感应强度，h为浆体塑性粘度，ψ为圆直形钢纤维长径比，β为钢纤维初始角度，μ为相对磁导率，
Figure BDA0002973100650000033
为磁场作用t时刻钢纤维方向与磁感应方向的夹角，ω(t)为钢纤维在定向过程中的运动角速率，T为钢纤维从初始位置到竖直方向所需时间。
本发明的3D建造层间粘结强度的增强装置及其方法，带来的技术效果在于：
(1)现有的钢纤维混凝土中钢纤维排列方法大多是在混凝土打印完成后，放入磁场中，进而改变钢纤维排列方向。并且，通过磁场控制钢纤维排列通常范围有限。而采用本发明的3D建造层间粘结强度的增强装置，则能使试件在边打印的同时边控制钢纤维排列，极大的提高打印自由度和打印速度。
(2)不锈钢空心钢管中以及纵向磁力装置的竖向匀强磁场的大小可以根据接入直流电源的大小、漆包线的粗细及线圈匝数来调节，以满足不同粘性和不同纤维掺量打印混凝土的要求。
(3)普通混凝土的层间粘结破坏为脆性破坏，在破坏前无明显预兆，而通过竖向钢纤维的作用，使得钢纤维混凝土在受力后，大部分应力由钢纤维承受，混凝土粘结处破坏时表现为延性破坏。
(4)纵向磁场装置可保证钢纤维从带有磁场的不锈钢空心钢管中挤出后，水泥砂浆中的钢纤维不会因为水泥浆的作用而导致钢纤维方向的偏转，使钢纤维在水泥浆中保持垂直，极大地提高了3D建造层间粘结强度的增强效果。
(5)3D打印混凝土最薄弱的两个部位，一是层与层之间的剪切破坏，二是垂直于打印方向的受拉破坏。从理论上讲，当钢纤维排列方向与混凝土受拉方向一致时，钢纤维能最大程度提升混凝土的抗拉性能。因此实现钢纤维竖向排列，不仅能提高其层间抗剪能力，还能增强其层间抗拉强度。进一步，通过钢纤维的桥联作用，能够增强打印试件的整体性，相比于乱向分布的纤维，能使得打印试件具有更好的抗震能力。
附图说明
图1(a)是本发明的3D建造层间粘结强度增强装置上部结构示意图，图1(b)是本发明的3D建造层间粘结强度增强装置下部结构示意图。
图2是本发明的3D建造层间粘结强度的增强装置整体结构示意图。
图3是图2的俯视图。
图4是采用本发明的3D建造层间粘结强度增强装置上部磁场分布示意图。
图5是采用本发明的3D建造层间粘结强度增强装置实际打印工艺过程示意图。
图1中的标记分别表示：1、不锈钢空心钢管，2、铁磁性材料上盖板，3、铁磁性材料外层管，4、硅钢铁芯，5、铁磁性材料下盖板，6、第一实心不锈钢棒，7、第二实心不锈钢棒，8、漆包线圈，9、横梁，10、横向轨道，11、小型通电螺线管，12、纵向磁力装置。
图5中的标记分别表示：01、供料系统，02、3D建造层间粘结强度的增强装置，03、钢纤维，04、3D打印试件。
以下结合附图及实施例对本发明进行进一步详细说明。
具体实施方式
在以下实施例中，所述的钢纤维磁力定向，是指钢纤维在外加磁场作用下，钢纤维自身会被磁化，当通过磁力定向装置时，由于拌合物处于液化状态，对钢纤维的阻力较小，因此可以在匀强磁场作用下实现定向偏转。
参见图1-图3，本实施例给出一种3D建造层间粘结强度的增强装置，包括同心设置且长度相同的不锈钢空心钢管1和铁磁性材料外层管3，在不锈钢空心钢管1的外径上缠绕有用于在不锈钢空心钢管1产生竖向匀强磁场的漆包线圈8，不锈钢空心钢管1和铁磁性材料外层管3两端设有将不锈钢空心钢管1和铁磁性材料外层管3固定在一起的铁磁性材料上盖板2和铁磁性材料下盖板5，漆包线圈8的接线头从铁磁性材料上盖板2或铁磁性材料下盖板5穿出；在不锈钢空心钢管1的内径设有硅钢铁芯4；该硅钢铁芯4由第一实心不锈钢棒6和第二实心不锈钢棒7固定于不锈钢空心钢管1中央；
在铁磁性材料下盖板5两侧，通过横梁9对称连接有纵向磁力装置12，在纵向磁力装置12内均匀安装有六个用于产生竖向方向匀强磁场的小型通电螺线管11，在横梁9上设置有横向轨道10，通过该横向轨道10使得纵向磁力装置12在横梁9上移动。
本实施例中，所述实心不锈钢棒6长度不同，其中，不锈钢空心钢管1 上方的实心不锈钢棒6的长度是不锈钢空心钢管1下方实心不锈钢棒6的一半。
所述的不锈钢空心钢管1的内径为40mm，长度为200mm，所述的铁磁性材料外层管3内径为60mm。
所述第一实心不锈钢钢棒6和第二实心不锈钢钢棒7的直径均为1mm。
所述硅钢铁芯4的直径为1mm，长度与不锈钢空心钢管1相同。其具有超强的磁导率，能够在通电漆包线圈8中产生较强的磁感应强度。
如图1(a)所示，漆包线圈8的线径为1mm，匝数为1800～2200匝，制作时，将漆包线从上至下均匀缠绕在不锈钢空心钢管1的外径上，留出接线头，磁场方向由安培定则确定，竖直向下。漆包线圈8的外接直流电源的电压为0～30V，电流为0～50A，直流电源电流从不锈钢空心钢管1上方流入，当给漆包线圈8通电后，能够产生竖直向下的匀强磁场(如图4所示)，该匀强磁场的磁感应强度为1.37×10-3～8.94×10-3T。
所述硅钢铁芯4与第一实心不锈钢钢棒6和第二实心不锈钢钢棒7焊接在不锈钢空心钢管1的内壁上。
所述的不锈钢空心钢管1选择无磁性或弱磁性的304不锈钢材料。
所述纵向磁力装置12外部尺寸的长宽高分别为60mm、15mm、30mm，内部均匀安装六个小型通电螺线管11，小型通电螺线管11由漆包线绕一个不锈钢空心钢管由下至上逆时针进行缠绕而成，且电流从漆包线上方流入，下方流出。由安倍定则，可在六个小型通电螺旋管11附近产生竖向方向的匀强磁场。
通过不锈钢空心钢管1左右两侧的纵向磁力装置12产生的匀强磁场，与不锈钢空心钢管1内的磁场叠加，可控制钢纤维的转动。且通过横梁9下方的横向轨道，可调整两侧的纵向磁力装置12间的距离，以便应用到不同的打印宽度。
所述纵向磁力装置12中，小型通电螺线管11所用的不锈钢管直径为8mm，高度30mm。且不锈钢材料选择无磁性或弱磁性的304不锈钢材料。
采用本实施例的3D建造层间粘结强度的增强装置进行3D打印纤维混凝土的过程，采用的设备包括供料系统01和3D建造层间粘结强度的增强装置 02，即将3D建造层间粘结强度的增强装置02与供料系统01连接，在供料系统01的泵送作用下，通过3D建造层间粘结强度的增强装置02中通电的漆包线圈8在不锈钢空心钢管1产生的竖向匀强磁场，使混凝土中的钢纤维03在挤压过程中实现定向排列，混合后的钢纤维混凝土从不锈钢空心钢管1连接的喷管内中挤出，由于不锈钢空心钢管1具有竖向匀强磁场，和左右两侧纵向磁力装置12的协同作用，可保证钢纤维混凝土拌合物中的钢纤维03从不锈钢空心钢管1连接的喷管内挤出的过程中，不会由于水泥浆体的作用而导致钢纤维03发生偏转。保证了钢纤维03垂直进入到打印混凝土上下层的界面粘结处，通过增加的钢纤维03与混凝土的桥联作用，从而增强钢纤维打印件的层间粘结强度。
采用3D建造层间粘结强度的增强装置制备单向分布钢纤维混凝土的工艺步骤是：
第一步，制备钢纤维混凝土拌合物
确定强度等级为C30的混凝土配合比，并按配合比准备混凝土材料，将准备的水、水泥、矿粉、粉煤灰在搅拌机中搅拌均匀后，加入减水剂和钢纤维，搅拌均匀后形成钢纤维混凝土拌合物。
加入的钢纤维为长度l＝18mm、长径比30的圆直型钢纤维，钢纤维的体积掺量为混凝土体积的0.4％～1.5％。
形成的钢纤维混凝土拌合物应具有良好的和易性，水灰比的范围控制在在0.3～0.4之间。
第二步，将钢纤维混凝土拌合物放入3D打印设备的供料系统中
在将钢纤维混凝土拌合物加入供料系统的01过程中，若出现供料系统中钢纤维混凝土拌合物过于粘稠，应采用喷雾加湿，并进行振捣，以便钢纤维混凝土拌合物具有良好的流动性。
第三步，外加磁场
将3D建造层间粘结强度的增强装置02的漆包线圈8外接直流电源，使钢纤维混凝土拌合物的钢纤维03在通过3D建造层间粘结强度的增强装置02 的不锈钢空心钢管1内径的过程中，在外加磁场的作用下，控制钢纤维03转动。
图4所示为具体的3D打印钢纤维混凝土的实际过程，当搅拌后的钢纤维混凝土倒入供料系统01中，经螺旋泵的作用，钢纤维混凝土被推送至3D建造层间粘结强度的增强装置02中，在刚进入时，钢纤维03为乱向分布，随后，钢纤维03在磁场力、绕流阻力的力矩作用下，钢纤维03绕着竖向匀强磁场的方向转动，当钢纤维03的排列方向与竖向匀强磁场方向平行时，转动停止。随后，钢纤维03与水泥砂浆一同在3D打印设备螺旋泵的推力作用下，从不锈钢空心钢管1连接的喷管内沿与打印垂直的方向挤出，挤出后的钢纤维混凝土受到两侧纵向磁力装置12的竖向方向匀强磁场作用，使得钢纤维 03在挤出的过程中不会发生方向的偏转，垂直进入到打印混凝土上下层的界面粘结处，以此达到增强层间抗剪的作用。
上述的钢纤维03的长度与打印层高相等，这样可避免由于钢纤维03长度过短而导致层间粘结效果不强，同时也能避免由于钢纤维03长度过长而导致钢纤维混凝土成团结块的现象。
上述的绕流阻力是指钢纤维在3D建造层间粘结强度的增强装置02中绕磁场方向转动时，会受到水泥砂浆对其施加的与钢纤维转动方向相反的作用力。
上述磁场应足够大，使钢纤维03能在较短的时间内实现定向排列，也就是说，磁场力应使得钢纤维03在3D建造层间粘结强度的增强装置02的不锈钢空心钢管1所连接的喷管被挤出的时间大于钢纤维在不锈钢空心钢管1内定向所需时间。
上述不锈钢空心钢管1对钢纤维定向所需时间，可参考林建军的水泥基材料中钢纤维定向相关计算：
Figure BDA0002973100650000091
Figure BDA0002973100650000092
其中，B为磁感应强度，h为浆体塑性粘度，ψ为圆直形钢纤维长径比，β为钢纤维初始角度，μ为相对磁导率，
Figure BDA0002973100650000093
为磁场作用t时刻钢纤维方向与磁感应方向的夹角，ω(t)为钢纤维在定向过程中的运动角速率，T为钢纤维从初始位置到竖直方向所需时间。
钢纤维的定向效果受到磁场强度、钢纤维长度、水泥基砂浆粘度的影响。磁场强度又由电流大小、线圈匝数、螺线管横截面面积所决定。因此，本实施例给出的3D建造层间粘结强度的增强装置可结合这些影响因素，根据实际打印情况，利用Matlab软件，对漆包线圈8产生的磁场进行优化，从而达到最佳的定向效果。
实验例1：
按照公知的方法确定强度等级为C30的普通混凝土组成成分的质量配合比，并按照质量配合比进行称量。将称量好的水、水泥、矿粉、粉煤灰进行搅拌，搅拌均匀后加入减水剂。将混凝土拌合物加入到3D打印设备的供料系统中进行打印，打印六个试件，并在表面覆盖塑料薄膜，24小时后拆模，移入养护室中养护，保持温度为20±2℃，相对湿度≥95％，养护至规定的28d 凝期。将12个试块中6个用于抗剪强度测定，6个用于抗拉强度测定，并取其平均值分别作为抗剪强度和抗拉强度数值。经测定普通混凝土的抗剪强度和抗强度分别为1.26MPa、1.45MPa。
实验例2：
本实验例和实验例1所不同的是，原料中增加了钢纤维，并采用本实施例的3D建造层间粘结强度的增强装置进行钢纤维混凝土试件制备，具体实施步骤为：
第一步，制备钢纤维混凝土拌合物
确定强度等级为C30的混凝土配合比，并按配合比准备混凝土材料，将准备的水、水泥、矿粉、粉煤灰在搅拌机中搅拌均匀后，加入减水剂和钢纤维，搅拌均匀后形成钢纤维混凝土拌合物。
加入的钢纤维为长度l＝18mm、长径比30的圆直型钢纤维，钢纤维的体积掺量为混凝土体积的1.2％。水灰比为0.4。
第二步，将第一步得到的钢纤维混凝土拌合物放入3D打印设备的供料系统01中
第三步，外加磁场
将3D建造层间粘结强度的增强装置02外接直流电源，使钢纤维混凝土拌合物的钢纤维03在通过内部3D建造层间粘结强度的增强装置02的不锈钢空心钢管1内径的过程中，在外加磁场的作用下，控制钢纤维03转动。
第四步，养护
将打印的12个钢纤维混凝土试件表面覆盖塑料薄膜，24小时后拆模，移入养护室中养护，保持温度为20±2℃，相对湿度≥95％％，养护至规定的 28d凝期。
第五步，测定抗剪强度和抗拉强度
将12个钢纤维混凝土试件中6个用于抗剪强度测定，6个用于抗拉强度测定，并取其平均值分别作为抗剪强度和抗拉强度数值。经测定普通混凝土的抗拉强度和抗剪强度分别为2.46MPa、2.73MPa。
以上实验，采用本实施例的3D建造层间粘结强度的增强装置，在同等打印条件下，通过钢纤维的桥联作用，3D打印试件的抗剪强度和抗拉强度可分别提高95.24％、88.28％，极大的增加了3D打印构件的整体性。并且，后期通过对本实施例的3D建造层间粘结强度的增强装置进行优化，其抗剪强度和抗拉强度的整体性将得到进一步提高。

Claims (10)

1.一种3D建造层间粘结强度的增强装置，包括同心设置且长度相同的不锈钢空心钢管(1)和铁磁性材料外层管(3)，其特征在于，在不锈钢空心钢管(1)的外径上缠绕有用于在不锈钢空心钢管(1)产生竖向匀强磁场的漆包线圈(8)，不锈钢空心钢管(1)和铁磁性材料外层管(3)两端设有将不锈钢空心钢管(1)和铁磁性材料外层管(3)固定在一起的铁磁性材料上盖板(2)和铁磁性材料下盖板(5)，漆包线圈(8)的接线头从铁磁性材料上盖板(2)或铁磁性材料下盖板(5)穿出；在不锈钢空心钢管(1)的内径设有硅钢铁芯(4)；该硅钢铁芯(4)由第一实心不锈钢棒(6)和第二实心不锈钢棒(7)固定于不锈钢空心钢管(1)中央；
在铁磁性材料下盖板(5)两侧，通过横梁(9)对称连接有纵向磁力装置(12)，在纵向磁力装置(12)内均匀安装有六个用于产生竖向方向匀强磁场的小型通电螺线管(11)，在横梁(9)上设置有横向轨道(10)，通过该横向轨道(10)使得纵向磁力装置(12)在横梁(9)上移动。
2.如权利要求1所述的3D建造层间粘结强度的增强装置，其特征在于，所述不锈钢空心钢管(1)上方的实心不锈钢棒(6)的长度是不锈钢空心钢管(1)下方实心不锈钢棒(6)的一半；
所述的不锈钢空心钢管(1)的内径为40mm，长度为200mm，所述的铁磁性材料外层管(3)内径为60mm。
3.如权利要求1所述的3D建造层间粘结强度的增强装置，其特征在于，所述小型通电螺线管(11)由漆包线绕不锈钢空心钢管由下至上逆时针缠绕制成，且电流从漆包线上方流入，下方流出。
4.如权利要求1所述的3D建造层间粘结强度的增强装置，其特征在于，所述第一实心不锈钢钢棒(6)和第二实心不锈钢钢棒(7)的直径均为1mm。
5.如权利要求1所述的3D建造层间粘结强度的增强装置，其特征在于，所述硅钢铁芯(4)的直径为1mm，长度与不锈钢空心钢管(1)相同。
6.如权利要求1所述的3D建造层间粘结强度的增强装置，其特征在于，所述漆包线圈(8)的线径为1mm，匝数为1800～2200匝，外接直流电源的电压为0～30V，电流为0～50A，通电后产生竖直向下的匀强磁场，该匀强磁场的磁感应强度为1.37×10-3～8.94×10-3T。
7.如权利要求1所述的3D建造层间粘结强度的增强装置，其特征在于，所述硅钢铁芯(4)与第一实心不锈钢钢棒6和第二实心不锈钢钢棒7焊接在不锈钢空心钢管(1)的内壁上。
8.如权利要求1所述的3D建造层间粘结强度的增强装置，其特征在于，所述的不锈钢空心钢管(1)选择无磁性或弱磁性的304不锈钢材料。
9.采用权利要求1至8其中之一所述的3D建造层间粘结强度的增强装置制备单向分布钢纤维混凝土的方法，其特征在于，具体步骤为：
第一步，确定钢纤维混凝土配合比，并按配合比准备混凝土材料，其中，水灰比范围在0.3～0.4之间，钢纤维的体积掺量为混凝土体积的0.4％～1.5％，钢纤维长度与打印层高相等；
第二步，将准备的水、水泥、矿粉、粉煤灰在搅拌机中搅拌均匀后，加入减水剂和钢纤维，搅拌均匀后形成钢纤维混凝土拌合物；
第三步，将钢纤维混凝土拌合物放入3D打印设备的供料系统中；在将钢纤维混凝土拌合物加入供料系统的过程中，若出现供料系统中钢纤维混凝土拌合物过于粘稠，采用喷雾加湿，并进行振捣，以使钢纤维混凝土拌合物具有良好的流动性；
第四步，将3D建造层间粘结强度的增强装置外接直流电源，使钢纤维混凝土拌合物中的钢纤维在通过内部3D建造层间粘结强度的增强装置的过程中，在外加磁场的作用下，控制钢纤维转动；外加磁场应使得钢纤维在3D建造层间粘结强度的增强装置的喷管内挤出的时间大于钢纤维在不锈钢空心钢管内定向所需时间；
第五步，钢纤维在磁场力、绕流阻力的力矩作用下，钢纤维绕着磁场的方向转动，当钢纤维的排列方向与磁场方向平行时，转动停止；随后，钢纤维与水泥砂浆一同在3D打印设备螺旋泵的推力作用下，从不锈钢空心钢管连接的喷管内沿与打印垂直的方向挤出，垂直进入到打印混凝土上下层的界面粘结处，得到单向分布钢纤维混凝土。
10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述钢纤维在不锈钢空心钢管内定向所需时间，可参考林建军的水泥基材料中钢纤维定向计算公式进行计算：
Figure FDA0002973100640000031
Figure FDA0002973100640000032
其中，B为磁感应强度，h为浆体塑性粘度，ψ为圆直形钢纤维长径比，β为钢纤维初始角度，μ为相对磁导率，
Figure FDA0002973100640000033
为磁场作用t时刻钢纤维方向与磁感应方向的夹角，ω(t)为钢纤维在定向过程中的运动角速率，T为钢纤维从初始位置到竖直方向所需时间。
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