维度网讯，阿联酋沙迦大学（University of Sharjah）的一个研究团队测试了30根小型水泥砂浆梁，这些梁采用3D打印的聚乳酸（PLA）型材进行增强，发现表面几何形状是影响结构性能的主要因素。

该研究发表于《建筑与建材》（Construction and Building Materials）期刊，对比了圆棒与平板、直线型材与波浪形、锯齿形和三角形变体。性能最佳的结构为三角形波浪形PLA板，其抗弯强度达到传统钢筋增强梁的近80%，且延展性相当，在荷载作用下表现为弯曲而非断裂。

该工作由沙迦大学土木与环境工程系副教授Muhammad Talha Junaid博士领导。研究团队采用三点弯曲配置测试梁，使用FDM打印机制作增强型材。平板的表现明显优于圆棒，能够承受约两倍的峰值荷载，并在破坏前吸收约五倍的能量，尽管所用材料相同。

性能差异背后的机理归结为粘结行为。锯齿形状类似牙齿嵌入混凝土中，能够防止滑移；而光滑型材与周围基体几乎没有机械咬合，导致加载时增强件易于滑动。

该研究深入探讨了一个常见的结构问题：一旦湿气和氯离子渗入混凝土基体，钢筋就会开始腐蚀，这一过程导致钢材膨胀、开裂周围混凝土，最终损害结构完整性。这类效应在海洋环境、沿海建筑以及暴露于道路除冰盐的基础设施中最为明显。

非金属增强替代品，包括玻璃纤维和碳纤维增强聚合物筋，已在易腐蚀应用中实现商业化使用，但成本比钢材高出许多。PLA是最广泛可用且最便宜的FDM材料之一。沙迦团队采用按需打印定制型材的方法，而非轧制标准棒材，使该研究区别于现有的纤维复合材料产品。

该研究将设计问题从材料选择重新定义为型材优化。建筑行业正朝着基于增材制造的生产方法发展，以减少材料浪费并实现复杂几何形状的按需制造，可打印的结构增强材料符合这一趋势。不过，长期蠕变、热性能和持续拉伸载荷等问题仍有待研究。

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