Michail Papachristoforou 等人展开了一项实验。他们用粉煤灰替换 30% 的水泥,用钢包炉渣替换天然砂来进行 3D 打印相关操作。实验所得的样品抗压强度降低了大约 20%,不过材料在收缩性能方面却有所改善。Guan Heng Andrew Ting 等人对再生玻璃作为细骨料在 3D 混凝土打印中的运用进行了研究。尽管已经存在在混凝土中使用再生玻璃的研究,但这些研究往往缺乏对材料流变性的关注,而流变性在 3D 混凝土打印中对于材料性能而言是极为关键的因素。他们还对细河砂和再生玻璃骨料这两种材料的性能进行了对比。当把回收玻璃的级配调控至与河沙匹配时,对两种材料的流变和机械性能展开了测试。与细河砂材料相比,再生玻璃骨料展现出了更为出色的流动性能,但在可建造性和机械性能方面,再生玻璃材料却不及河沙。
Oscar A. Mendoza Reales 等人对纳米硅颗粒对水泥浆体鲜态性能的影响进行了探索。通过流变实验证实了纳米硅颗粒能够有效地增加浆料的稠度。Yu Chen 等人对粘度改性剂对砂浆挤出性能的影响进行了研究。在相同条件下,随着粘度改性剂含量的增加,挤压压力也随之增大,而且挤压后材料的形状保持能力也得到了增强。通过对屈服应力进行测试,得出了 0.24% 的添加量是最适宜打印的结论。为了增强水泥基复合材料的性能,在 20 世纪 60 年代的文献中就曾指出,引入纤维形成的水泥基复合材料可以在无需其他加固方式的情况下显著地提升材料的抗弯和拉伸性能。
Manuel Hambach 等人通过使纤维在水泥基材料中按特定方向排列,纤维增强水泥基复合材料的最高抗弯强度可达 120MPa,而这种定向排列是通过挤压技术来实现的。所以纤维增强水泥基复合材料在增材制造领域也有着广阔的发展前景。通过使用较小尺寸的喷嘴(2 毫米)并掺入较长的纤维(3 - 6 毫米),使纤维在打印过程中沿着打印路径的方向排列,从而使构件的抗弯及抗拉性能得到了显著的提升。不过,试样的抗压强度并没有明显的变化,而且如果纤维的掺杂量过高(大于 1.5%)就会导致喷嘴堵塞。