混凝土3D打印技术（3D Concrete Printing，3DCP）是近年来兴起的一种智能化、信息化、自动化新型建造方式，具有低碳环保、成本低、工期短等优势，但配筋困难是制约其进一步推广的关键问题；而高延性水泥基复合材料（Engineered Cementitious Composites，ECC）是一种基于细观力学理论设计的高延性、无配筋、自增强新型建造材料。因此，ECC是一种非常有前途的自增强3D打印材料，为建筑无筋3D打印提供了一种极具前景的可行方案。由于3D打印独特层层叠加的无模板建造工艺，3D打印混凝土有着显著区别于传统现浇混凝土的新拌和硬化特性。一方面，混凝土材料需在新拌状态下具有良好的流动性以均匀、流畅地通过打印机喷嘴（即可挤出性），而在挤出沉积后又需具有快速发展的早期刚度和强度来维持自身形状和支撑下一层混凝土（即可建造性）。对于3D打印ECC而言，其可挤出性要求和可建造性要求的矛盾将更加凸显，因为ECC通常需要使用较高含量的纤维来实现超高延性。因此，深入研究3D打印ECC的可打印性评估及调控，对确保ECC的成功打印制备具有非常重要的理论指导和现实意义。

同济大学土木工程学院俞可权副教授、余江滔教授团队采用标准试验方法研究不同纤维含量、外加剂掺量（减水剂、增稠剂）以及静置时间对3D打印ECC新拌性能的影响规律，结合实际打印效果（可挤出性和可建造性）提出满足可打印性能要求的工作性能参数合理取值范围，从而指导3D打印ECC材料配合比设计优化。该研究成果以“Printability region for 3D-printable engineered cementitious composites (3DP-ECC)”为题，发表于国际知名期刊《水泥和混凝土复合材料》（Cement and Concrete Composites）。

研究表明当3D打印ECC的流动度在130～142.5 mm、坍落度在1～31 mm、贯入深度在7.5～22 mm范围内时，其性能满足3D可打印性的技术要求。

土木工程学院博士生陈文广为论文第一作者，土木工程学院俞可权副教授与美国密歇根大学Victor C. Li 教授为共同通讯作者。叶俊宏博士、蒋芳明博士生和余江滔教授对论文作出了重要贡献。

论文链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0958946524001719