3D打印ECC拉胀结构

负泊松比吸能

通过旋转刚性单胞设计，实现拉伸应变能力超过4%的工程水泥基复合材料，兼具负泊松比效应和优异吸能性能，适用于建筑轻量化与能量吸收优化。

Wang, Peiying · Xing, Ren · Jing, Zhang · Panpan, Zhu · Jia, Kang · 周甲佳 · 程站起 · 冯虎

Cement and Concrete Composites 2025

具体参数

抗压强度

{'zh': '40', 'en': '40'} MPa

拉伸应变能力

{'zh': '4', 'en': '4'} %

断裂韧性

{'zh': '2', 'en': '2'} MPa·m½

比吸能（α=30°）

{'zh': '520.816', 'en': '520.816'} kJ/m³

比吸能（α=60°）

{'zh': '880.314', 'en': '880.314'} kJ/m³

技术优势

吸能能力翻倍

旋转角从30°增大到60°时，比吸能从520.816 kJ/m³增加到880.314 kJ/m³，提升约69%。

拉伸应变超4%

可打印ECC的拉伸应变能力超过4%，展现出高延性，避免脆性破坏。

打印优于浇筑

打印方向诱导的纤维在节点处对齐，使打印试件的延性和应力表现优于浇筑试件。

应用场景

• 轻量化建筑结构：用于轻质吸能构件，如隔墙和夹芯板。
• 冲击防护：吸收冲击能量，保护人员和设备。
• 3D打印建筑材料：直接打印复杂拉胀结构，无需模板。
• 纤维增强复合材料：利用打印诱导纤维取向增强节点延性。