楊錢榮， 趙宗志， 蔣正武1，

（1.同濟(jì)大學(xué)先進(jìn)土木工程材料教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，上海 201804；2.同濟(jì)大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院，上海 201804）

利用傳統(tǒng)施工技術(shù)構(gòu)筑水下建筑物，不僅施工難度大［1?2］、建設(shè)周期長、經(jīng)濟(jì)成本高［3?4］，建造過程中還會(huì)對(duì)所在水域造成環(huán)境污染.因此，實(shí)現(xiàn)水下建筑施工的機(jī)械化、自動(dòng)化和智能化，對(duì)促進(jìn)水下建筑工程的發(fā)展和進(jìn)步具有重要意義.3D 打印建筑技術(shù)應(yīng)用于建筑工程領(lǐng)域是對(duì)建筑技術(shù)的革新［5?6］，在水下建筑施工建造過程中，3D 打印建筑技術(shù)可以完全取代人力施工，在實(shí)現(xiàn)水下建筑物建造的同時(shí)，還能避免出現(xiàn)傳統(tǒng)水下建筑施工問題.

為滿足3D 打印建筑技術(shù)在水下施工的需求，對(duì)3D 打印建筑材料的工作性能提出了更高的要求.例如3D 打印材料應(yīng)有良好的可建造性，材料自打印頭擠出后即具有足夠的強(qiáng)度和硬度，以支撐打印層不變形、不坍塌［7?8］；另外，由于水下3D 打印建筑是在水下施工，會(huì)面臨靜水壓力和水流沖刷的雙重作用，故要求3D 打印材料還要具有良好的施工穩(wěn)定性、抗水下分散性，在水下堆積成型過程中不分散、不離析，不對(duì)環(huán)境水域造成污染.

目前，國內(nèi)外尚無水下3D 打印建筑材料的相關(guān)研究報(bào)道，本文基于筆者前期對(duì)水下3D 打印建筑材料體系的探索研究，在參考國內(nèi)外水下不分散混凝土研究的基礎(chǔ)上［9?10］，初步采用聚丙烯酰胺（PAM）、纖維素醚（HM）及自制抗分散劑（UAD）來制備水下3D 打印建筑砂漿（3DPBM），進(jìn)一步研究了上述3 種抗分散劑對(duì)水下3DPBM 工作性能、抗分散性能及力學(xué)性能的影響.

1 原材料與測試方法

1.1 原材料和配合比

自制水下3DPBM［11?12］主要由硅酸鹽水泥、礦粉、硅灰、高效減水劑、早強(qiáng)劑、膨脹劑、乳膠粉、纖維素醚、淀粉醚及骨料等組分按一定比例復(fù)合而成，其基礎(chǔ)配合比如表1所示.其中，外加劑摻量以膠凝材料質(zhì)量為基準(zhǔn)，水膠比（質(zhì)量比）為0.4，骨膠比（質(zhì)量比）為1.5.

表1 水下3DPBM 基礎(chǔ)配合比Table 1 Initial mix proportion of underwater 3DPBM w/%

抗分散劑PAM 購自阿拉丁試劑有限公司，無色晶體；抗分散劑HM 采用羥丙基甲基纖維素，白色粉末，黏度為100 Pa·s；自制UAD 由 糖類高分子化合物增稠劑、流化劑和凝結(jié)時(shí)間調(diào)節(jié)劑等組分復(fù)配而成.水為潔凈自來水.表2 列出了3DPBM 試樣中3 種抗分散劑的摻量（以砂漿質(zhì)量為基準(zhǔn)）.需要說明的是，基準(zhǔn)3DPBM 中已含有0.1%HM.

表2 3DPBM 中3 種抗分散劑的摻量Table 2 Dosage of three types of anti-dispersants in 3DPBM

1.2 測試方法

1.2.1 基本物理性能

水下3DPBM 的凝結(jié)時(shí)間參照GB/T 1346—2011《水泥標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量、凝結(jié)時(shí)間、安定性檢測方法》進(jìn)行測試.

水下3DPBM 的抗折強(qiáng)度和抗壓強(qiáng)度參照GB/T 17671—1999《水泥膠砂強(qiáng)度檢驗(yàn)方法（ISO 法）》進(jìn)行測試.

1.2.2 工作性能

3DPBM 的工作性能包括塑性變形（下垂度、側(cè)向變形度）、擠出性能和堆積性能，其測試方法參見文獻(xiàn)［13］.其中3DPBM 陸上堆積性能的具體測試方法如下：先將攪拌泵通水潤濕，再將拌制好的打印材料裝入攪拌泵并開啟，待打印材料經(jīng)輸送管從打印噴頭均勻、連續(xù)擠出后啟動(dòng)打印機(jī)，載入堆積性能測試程序；打印機(jī)執(zhí)行打印命令，當(dāng)打印第1 層時(shí)，打印噴頭距打印平臺(tái)高度為h0（mm），待打印出長度為200 mm 的直線條后，打印噴頭提升h（mm），開始打印第2 層，直至最終堆積的試件坍塌.陸上堆積性能測試過程如圖1（a）所示.記錄最終坍塌時(shí)試件的打印層數(shù)n，并在此基礎(chǔ)上，重新開始打印，堆積層數(shù)達(dá)到n-2 層即可.

完成n-2層打印后，測量打印構(gòu)件的有效堆積高度，其評(píng)價(jià)方法如下：先測量打印構(gòu)件的最低高度h1和最高高度h2，取兩者的算術(shù)平均值作為實(shí)際打印高度hS，即hS=（h1+h2）/2；將hS與理論堆積高度hL（hL=h0+h（n-3））進(jìn)行對(duì)比.若|hL-hS|/hL≤15%，則hS有效；否則無效，即有效堆積高度為0.重復(fù)打印3 次，以3 次測試結(jié)果的平均值作為該砂漿的有效堆積高度，精確至1 mm.

3DPBM 水下堆積性能的測試方法與陸上堆積性能的測試方法大致相同，不同之處在于測試水下堆積性能時(shí)，需在打印載物平臺(tái)上加裝1 個(gè)120 cm×80 cm×35 cm 的水箱，以模擬水下打印環(huán)境.打印時(shí)水箱內(nèi)水面深度為30 cm，打印機(jī)伸入水下進(jìn)行打印操作（見圖1（b））.

1.2.3 抗分散性能

水下3DPBM 的抗分散性能是指打印砂漿在水下施工過程中抵抗水洗、沖刷等的質(zhì)量損失率、對(duì)周圍環(huán)境水域pH 值的影響及水下硬化強(qiáng)度損失等.

1.2.3.1 質(zhì)量損失率

在內(nèi)徑為200 mm、高為300 mm 的硬質(zhì)且不透水容器中放置1 個(gè)1 000 mL 的玻璃燒杯，容器內(nèi)的水面高出玻璃燒杯上端口200 mm.將拌制好的1 kg水下3DPBM（砂漿和玻璃燒杯總質(zhì)量記為M0，精確至0.1 g）從水面緩慢自由落下，全部落入玻璃燒杯內(nèi)，靜置5 min；再將燒杯從水中緩慢提起，排掉砂漿上的積水，并用抹布擦掉燒杯表面的明水，再次稱重（質(zhì)量記為M1，精確至0.1 g）.重復(fù)以上操作3 次，取其平均值，精確至0.1%.水下3DPBM 的質(zhì)量損失率（Ms）計(jì)算式為：

式中：Mc為玻璃燒杯的質(zhì)量，g.

1.2.3.2 pH 值變化

在1 000 mL 燒杯中裝 入800 mL 水，將500 g 水下3DPBM 分成10 等份從水面緩慢自由落下，靜置3 min.用pH 測試儀測試自砂漿加入水中5、10、20、30 min 時(shí)的pH 值，精確到0.01.以該pH 值的變化來評(píng)價(jià)水下3DPBM 的抗分散性.

1.2.3.3 水陸強(qiáng)度比

水下3DPBM 試件的成型與養(yǎng)護(hù)方法如下：首先將尺寸為40 mm×40 mm×160 mm 的三聯(lián)模具置于水箱中，水箱內(nèi)水面高度距該試模上端100 mm（見圖2）；然后用手鏟將攪拌均勻的砂漿從水面處鏟下，連續(xù)投料至試模內(nèi)，料量須超過試模表面；接著將試模從水中取出，靜置10 min，先用木錘輕敲試模兩側(cè)以促進(jìn)排水，再用抹刀抹平，再次將其放回水中，放置2 d 后拆模；最后在水中（水溫（20±2）℃）養(yǎng)護(hù)至規(guī)定齡期.

圖2 3DPBM 水下澆筑成型方法示意圖Fig.2 Schematic diagram of underwater molding and pouring method for 3DPBM（size：mm）

制作水下砂漿試件的同時(shí)，以同一配合比制作空氣成型試件.其拆模后立即送入養(yǎng)護(hù)室（（20±2）℃，相對(duì)濕度大于95%），達(dá)到規(guī)定齡期后取出測試.砂漿試件分別在水中和空氣中養(yǎng)護(hù)3、7、28 d 齡期，其水陸抗壓強(qiáng)度比（C）和水陸抗折強(qiáng)度比（B）按式（2）、（3）計(jì)算：

式中：FC，W、FC，A分別為水下成型和空氣中成型砂漿試件的抗壓強(qiáng)度,MPa；FB,W、FB,A分別為水下成型和空氣中成型砂漿試件的抗折強(qiáng)度,MPa.

2 試驗(yàn)結(jié)果與討論

2.1 抗分散劑對(duì)水下3DPBM 工作性能的影響

2.1.1 PAM

PAM 對(duì)水下3DPBM 工作性能的影響如表3 所示.圖3 顯示了PAM 對(duì)水下3DPBM 凝結(jié)時(shí)間和擠出性能的影響.

圖3 PAM 對(duì)水下3DPBM 凝結(jié)時(shí)間和擠出性能的影響Fig.3 Influence of PAM on the setting time and extrudability of underwater 3DPBM

由表3可見，摻入PAM后，打印砂漿的下垂度和側(cè)向變形度均為0，這是由于摻入PAM后打印砂漿的黏度和觸變性增加［15］，其抵抗下垂和側(cè)向變形的能力增強(qiáng).

表3 PAM 對(duì)水下3DPBM 工作性能的影響Table 3 Influence of PAM on the workability of underwater 3DPBM

由圖3（a）可知：PAM 的摻入降低了打印砂漿的初、終凝時(shí)間，且隨著PAM 摻量的增加，打印砂漿的初、終凝時(shí)間逐漸降低.這是由于PAM 溶于水后，固定水分子的能力增強(qiáng)［14］，溶液黏度不斷增加，打印砂漿變稠，宏觀上表現(xiàn)為凝結(jié)時(shí)間下降.

由圖3（b）可知：摻入PAM 后，打印砂漿的擠出性能急劇下降；當(dāng)PAM 摻量大于0.1%時(shí)，打印砂漿攪拌后產(chǎn)生團(tuán)聚現(xiàn)象，均勻性較差，難以擠出，因此摻入PAM 的3DPBM 無法滿足水陸打印的要求.

2.1.2 HM

HM 對(duì)水下3DPBM 工作性能的影響如圖4 所示.由圖4（a）可見：摻入HM 后，打印砂漿的凝結(jié)時(shí)間增加，這是由于HM 中的纖維素醚分子中存在脫水葡萄糖環(huán)結(jié)構(gòu)，可與水泥水化過程中產(chǎn)生的鈣離子反應(yīng)生成糖鈣分子絡(luò)合物，從而降低了水泥水化誘導(dǎo)期的鈣離子濃度，阻礙了Ca（OH）2和鈣鹽晶體的生成、析出，延緩了水泥的水化進(jìn)程，進(jìn)而延長了打印砂漿的凝結(jié)時(shí)間［16］；當(dāng)HM 摻量從0.3%增至0.5%時(shí)，打印砂漿的凝結(jié)時(shí)間變化不大.

由圖4（b）可見：隨著HM 摻量的增加，打印砂漿的下垂度和側(cè)向變形度均顯著降低，當(dāng)HM 摻量增加至0.5%時(shí)，其下垂度和側(cè)向變形度均為0，即HM摻量的增加提高了打印砂漿的黏聚性，降低了其塑性變形.

由圖4（c）可見：隨著HM 摻量的增加，打印砂漿的擠出性能逐漸降低，這是由于HM 摻量增加后，打印砂漿的黏度、屈服應(yīng)力及觸變性等均顯著增大［17］.

由圖4（d）可見：水下3DPBM 的陸上堆積高度大于水下堆積高度；隨著HM 摻量的增加，打印砂漿的陸上堆積高度總體上呈現(xiàn)降低趨勢(shì)；當(dāng)HM 摻量由0.3%增至0.5%時(shí)，打印砂漿的陸上堆積高度并未增加，而水下堆積高度有所提高；當(dāng)HM 摻量為0.1%時(shí)，打印砂漿的擠出性最好，陸上堆積高度最高，但由于水下抗分散性能較差，水下堆積高度為0 mm.

圖4 HM 對(duì)水下3DPBM 工作性能的影響Fig.4 Influence of HM on workability of underwater 3DPBM

2.1.3 UAD

UAD 對(duì)水下3DPBM 塑性變形性能的影響如表4 所示.由表4 可以看出，摻入U(xiǎn)AD 后，打印砂漿的塑性變形性能降低，其抗下垂性增強(qiáng)，側(cè)向變形性顯著下降.圖5 顯示了UAD 對(duì)水下3DPBM 凝結(jié)時(shí)間和工作性能的影響.由圖5（a）可見，UAD 具有一定的促凝作用，摻入后降低了打印砂漿的凝結(jié)時(shí)間，且隨著UAD 摻量的增加，打印砂漿的初、終凝時(shí)間均逐漸減小.由圖5（b）可見，隨著UAD 摻量的增加，打印砂漿的擠出性能逐漸降低，這是由于摻入U(xiǎn)AD 后提高了打印砂漿的黏度和屈服應(yīng)力，增強(qiáng)了打印砂漿的觸變性能［15］.由圖5（c）可見：隨著UAD 摻量的增加，打印砂漿的水陸堆積高度均呈現(xiàn)先增后降趨勢(shì)，當(dāng)UAD 摻量為1.0%時(shí)，打印砂漿的水陸堆積高度最高，水陸堆積高度比為75.2%；當(dāng)UAD 摻量為2.0%時(shí)，打印砂漿的黏度、屈服應(yīng)力及觸變性增大，擠出性能降低，打印砂漿的水陸堆積高度下降，水陸堆積高度比為74.0%.

圖5 UAD 對(duì)水下3DPBM 凝結(jié)時(shí)間和工作性能的影響Fig.5 Influence of HM on the setting time and workability of underwater 3DPBM

表4 UAD 對(duì)水下3DPBM 塑性變形性能的影響Table 4 Influence of UAD on the plastic deformation property of underwater 3DPBM

2.2 抗分散劑對(duì)3DPBM 抗分散性能的影響

2.2.1 PAM

表5 列出了PAM 對(duì)水下3DPBM 抗分散性能的影響.由表5 可以看出：當(dāng)PAM 摻量為0.1%時(shí)，打印砂漿浸水后的質(zhì)量損失率有所下降，但當(dāng)PAM 摻量增至0.2%時(shí)，打印砂漿浸水后的質(zhì)量損失率增大，這是由于PAM 摻量過多，打印砂漿產(chǎn)生了部分團(tuán)聚顆粒，測試時(shí)小顆粒易被水沖散，因而測得的質(zhì)量損失有所增大；摻入PAM 對(duì)打印砂漿浸水后水溶液的pH 的影響不大，PAM 不同摻量下，打印砂漿浸水后的水溶液的pH 值變化不大，說明PAM 對(duì)提高打印砂漿水下抗分散性能的效果不明顯.

表5 PAM 對(duì)水下3DPBM 抗分散性能的影響Table 5 Influence of PAM on dispersion resistance of underwater 3DPBM

2.2.2 HM

表6 列出了HM 對(duì)水下3DPBM 抗分散性能的影響.由表6 可以看出，隨著HM 摻量的增加，打印砂漿的質(zhì)量損失率逐漸降低；與A?0 組相比，HM 摻量分別為0.3%和0.5%時(shí)，5 min 時(shí)的pH 值顯著降低，隨著砂漿在水中浸泡時(shí)間的延長，溶液的pH 值會(huì)逐漸上升并趨向穩(wěn)定，但30 min 后的pH 值仍然隨著HM 摻量的增加而降低，這是由于HM 可提高打印砂漿的黏度和觸變性，增強(qiáng)了打印砂漿的水下抗分散性能.

表6 HM 對(duì)水下3DPBM 抗分散性能的影響Table 6 Influence of HM on dispersion resistance of underwater 3DPBM

2.2.3 UAD

表7 列出了UAD 對(duì)水下3DPBM 的抗分散性能的影響.由表7 可以看出：UAD 的摻入可使打印砂漿浸水后的質(zhì)量損失率顯著降低，且隨著UAD 摻量的增加呈現(xiàn)降低趨勢(shì)；與基準(zhǔn)組相比，UAD 的摻入還顯著降低了水溶液的pH 值，隨著浸泡時(shí)間的延長，水溶液的pH 雖略微有所增加，但摻入U(xiǎn)AD打印砂漿的浸水溶液的pH 值顯著小于未摻UAD的基準(zhǔn)組，這是由于UAD 的摻入提高了打印砂漿的黏度和觸變性能，顯著增強(qiáng)了打印砂漿的水下抗分散性能.

表7 UAD 對(duì)水下3DPBM 抗分散性能的影響Table 7 Influence of UAD on dispersion resistance of underwater 3DPBM

2.3 抗分散劑對(duì)3D 打印砂漿水陸強(qiáng)度比的影響

2.3.1 PAM

PAM 對(duì)水下3DPBM 力學(xué)性能的影響如圖6 所示.由圖6（a）可見：PAM 摻入后對(duì)打印砂漿陸上成型試件的抗折強(qiáng)度影響不大，不同PAM 摻量下打印砂漿各齡期的抗折強(qiáng)度大致相同；摻加PAM 可提高打印砂漿水下成型試件的早期抗折強(qiáng)度，且摻量越大，提高越顯著，但對(duì)28 d 的抗折強(qiáng)度改善不明顯.由圖6（b）可見：摻入PAM 后，可提高打印砂漿的水陸抗壓強(qiáng)度，且隨著PAM 摻量的增加，打印砂漿各齡期的水陸抗壓強(qiáng)度呈現(xiàn)逐漸增大的趨勢(shì).一方面，這是由于PAM 提高了打印砂漿的黏度，吸收水分的能力較強(qiáng)，提高了打印砂漿的保水性；另一方面，摻入PAM 的砂漿在水下成型時(shí)的超量澆筑，抵消了部分砂漿的分散、流失.因此，摻入PAM 的打印砂漿，其水下成型試件的抗壓強(qiáng)度有一定的提高.

圖6 PAM 對(duì)水下3DPBM 力學(xué)性能的影響Fig.6 Influence of PAM on mechanical property of underwater 3DPBM

表8 顯示了PAM 對(duì)制備水下3DPBM 水陸強(qiáng)度比的影響.由表8 可見，摻入PAM 可提高打印砂漿的水陸強(qiáng)度比，隨著PAM 摻量的增加，打印砂漿的早期水陸抗折強(qiáng)度比和抗壓強(qiáng)度比均顯著提高，但至中后期水陸強(qiáng)度比與未摻加PAM 的打印砂漿相比差別不明顯.可以認(rèn)為，摻加PAM 的打印砂漿早期水陸強(qiáng)度比的改善主要得益于其抗分散性的提高.

表8 PAM 對(duì)水下3DPBM 水陸強(qiáng)度比的影響Table 8 Influence of PAM on the underwater-land strength ratio of underwater 3DPBM

2.3.2 HM

圖7 顯示了HM 對(duì)水下3DPBM 力學(xué)性能的影響.由圖7（a）可見：隨著HM 摻量的增加，打印砂漿的陸上抗折強(qiáng)度和抗壓強(qiáng)度均逐漸降低，當(dāng)HM 摻量為0.5%時(shí)，打印砂漿各齡期的陸上抗折強(qiáng)度和抗壓強(qiáng)度最??；當(dāng)HM 摻量為0.1%時(shí)，打印砂漿水下成型試件的3、7 d 抗折強(qiáng)度較低.這是由于HM 摻量為0.1%時(shí)，打印砂漿的水下抗分散性能較差，水下成型后早期強(qiáng)度增長較慢，而后期強(qiáng)度增長較快.隨著HM 摻量的增加，打印砂漿水下7 d 抗折強(qiáng)度有顯著提高，但至28 d 齡期時(shí)，隨著HM 摻量的增加，水下抗折強(qiáng)度又呈下降趨勢(shì).由圖7（b）可見，當(dāng)HM 摻量為0.3%時(shí)，打印砂漿水下成型試件的3、7 d 抗壓強(qiáng)度有所增加，但當(dāng)HM 摻量增至0.5%時(shí)，打印砂漿不同齡期水下抗壓有不同程度的降低.這是由于HM 摻量增加對(duì)打印砂漿的水下抗分散性能有所提高，對(duì)水下成型試件的早期強(qiáng)度有利；而另一方面，HM 具有明顯的引氣作用，摻量越多，硬化后砂漿的有害孔數(shù)量越多，對(duì)砂漿的強(qiáng)度產(chǎn)生負(fù)面影響越大［18］，隨著齡期的延長，這一影響愈發(fā)顯著.

表9 列出了HM 對(duì)水下3DPBM 水陸強(qiáng)度比的影響.由表9 可以看出：當(dāng)HM 摻量較大（0.3%或0.5%）時(shí)，打印砂漿早期水陸強(qiáng)度比顯著高于HM 低摻量（0.1%）的打印砂漿；隨著HM 摻量的增加，打印砂漿中后期水陸抗折強(qiáng)度比或抗壓強(qiáng)度比有不同程度的降低.這是因?yàn)?，?dāng)HM 摻量過高時(shí)，漿體內(nèi)引入大量的氣泡導(dǎo)致打印砂漿強(qiáng)度大幅度降低，當(dāng)長期處于水下時(shí)，相對(duì)疏松的結(jié)構(gòu)不利于其強(qiáng)度的發(fā)展.

表9 HM 對(duì)水下3DPBM 水陸強(qiáng)度比的影響Table 9 Influence of HM on underwater-land strength ratio of underwater 3DPBM

2.3.3 UAD

UAD 對(duì)水下3DPBM 力學(xué)性能的影響如圖8 所示.由圖8 可以看出：當(dāng)UAD 摻量為1.0%時(shí)，打印砂漿的陸上各齡期抗折強(qiáng)度均有所下降，而UAD 摻量增加至2.0%時(shí)，打印砂漿的陸上7、28 d 的抗折強(qiáng)度與基準(zhǔn)組的大致相同；摻入U(xiǎn)AD 后，由于提高了打印砂漿的水下抗分散性能，因而水下成型試件的各齡期的抗折強(qiáng)度均得到提高，且隨著UAD 摻量的增加而增大；摻入U(xiǎn)AD 后，打印砂漿陸上成型試件的3 d抗壓強(qiáng)度有所提高，而28 d 抗壓強(qiáng)度有所降低；由于摻入U(xiǎn)AD 后提高了打印砂漿的水下抗分散性能，因而打印砂漿的水下成型試件的強(qiáng)度相比于未摻UAD 的基準(zhǔn)組有所提高，尤其是當(dāng)UAD 摻量為2.0%時(shí)，打印砂漿的水下成型試件的3 d 強(qiáng)度有顯著提高.

圖8 UAD 對(duì)水下3DPBM 力學(xué)性能的影響Fig.8 Influence of UAD on mechanical property of underwater 3DPBM

表10 列出了UAD 對(duì)水下3DPBM 水陸強(qiáng)度比的影響.由表10 可以看出：摻入U(xiǎn)AD 后，打印砂漿的各齡期水陸抗折強(qiáng)度比和水陸抗壓強(qiáng)度比顯著增加且隨著齡期的延長持續(xù)提高，當(dāng)UAD 摻量為1.0%時(shí)，打印砂漿28 d 水陸抗折強(qiáng)度比和水陸抗壓強(qiáng)度比分別達(dá)到95.1%和80.6%，這主要得益于UAD 優(yōu)異的抗分散性，提高了打印砂漿水下成型試件的強(qiáng)度；但隨著UAD 摻量的增加，打印砂漿水陸抗折強(qiáng)度比和水陸抗壓強(qiáng)度比增加較少甚至有所降低，這與UAD 摻量較大時(shí)水下成型試件強(qiáng)度增長較慢有關(guān).

表10 UAD 對(duì)水下3DPBM 水陸強(qiáng)度比的影響Table 10 Influence of UAD on underwater-land strength ratio of underwater 3DPBM

3 結(jié)論

（1）建立了3DPBM 在水中質(zhì)量損失率、pH 值變化、水下堆積高度及水陸強(qiáng)度比等測試方法，有效表征了水下3DPBM 的水下施工性能.

（2）以抗分散劑PAM 制備水下3DPBM 時(shí)，易使砂漿團(tuán)聚，連續(xù)性較差，難以泵送擠出，因而無法滿足水陸打印要求；抗分散劑HM 和UAD 增強(qiáng)了3D 打印砂漿的水下抗分散性能，同時(shí)可滿足水陸打印堆積要求，能夠進(jìn)行水下打印，且摻加UAD 的打印砂漿水下堆積性能明顯優(yōu)于摻加HM 的打印砂漿.

（3）摻入PAM 提高了打印砂漿的水陸強(qiáng)度比，隨著PAM 摻量的增加，打印砂漿的早期水陸抗折強(qiáng)度比、抗壓強(qiáng)度比均顯著提高；摻加適量HM、UAD可提高打印砂漿水陸強(qiáng)度比，但HM 摻量過大時(shí)，打印砂漿的水陸強(qiáng)度比反而可能降低.