仿生拼图互锁缝合界面

弯曲强度保持97%

通过仿生拼图互锁机制，3D打印水泥基复合材料的接头几乎无强度损失，无需额外配筋即可媲美整体浇筑。

Li, Shiping · Yan, Sun · Qian, Ye · 陈务军 · Zhang, Daxu · Yu, Xiaoniu

Cement and Concrete Composites 2026

具体参数

弯曲强度保持率

{'zh': '97.2', 'en': '97.2'} %

总能量耗散保持率

{'zh': '94.0', 'en': '94.0'} %

啮合角

{'zh': '25', 'en': '25'} °

椭圆纵横比

{'zh': '1.8', 'en': '1.8'}

技术优势

接头几乎不损强度

优化几何（啮合角25°、椭圆纵横比1.8）的互锁界面通过机械咬合传递荷载，避免了传统平直接缝的应力集中，弯曲强度保持率达到97.2%。

省去额外配筋

仿生互锁缝合界面本身就具备足够的荷载传递能力，因此无需钢筋或其他补强措施，简化了施工工序并降低成本。

延缓界面破坏

互锁机制使裂纹沿缝合界面偏转并耗散能量，从而推迟了界面完全脱开的时间，提高了结构延性。

应用场景

• 预制装配式结构：无需配筋的接头可直接用于装配式构件，简化现场连接并保证整体受力性能。
• 3D打印建筑构件：为3D打印构件提供一种可靠的原位连接方法，避免打印完成后二次加固。
• 抗震节点设计：互锁界面的高延性和能量耗散能力可耗散地震能量，提高结构抗震韧性。
• 水泥基复合材料接头：为水泥基复合材料接头提供一种无需金属连接件的仿生解决方案，保持材料整体性。