混凝土3D打印是一种新型的智能建造技术,目前已在步行桥、公交站、建筑景观等基础设施领域取得了应用。混凝土材料的超早期力学行为对混凝土3D打印建造性能、结构稳定性能以及力学强度等具有重要的影响。因混凝土材料早期性能随时间和环境不断变化,成为无模3D打印稳定堆叠建造的难点问题。研究材料超早期的力学行为对建造成型的影响机制,量化满足打印要求的材料特征参数范围,建立建造性和稳定成型的预测评估方法,对3D打印的标准化和工程推广具有重要的意义。本文应用流变静态屈服应力以及摩尔库伦准则的建造性坍塌判断方法以及压杆原理的倾倒判断方法,评估3D打印建造性的稳定成型;制备了3D打印高性能混凝土材料,测试其流变性能、早期刚度、密度、凝结时间等早龄期参数,研究打印速度、打印层间间隔等对建造性的影响规律;同时借助数值计算,分析了刚度发展、打印速度、打印层高、打印间隔等对坍塌以及倾倒的影响以及侧向变形特征等,明确了满足稳定打印需求的材料特性以及打印工艺的优化参数区间;最后,以大尺度3D打印异型拱为例,验证了本文所采用方法的可行性和有效性。得到如下测试和分析结果:在环境相对湿度36%～40%,环境温度9～12℃的环境下,打印材料的初凝时间为200 min左右,终凝时间为260 min左右。3D打印建造的结构,在结构发生破坏之前,其侧向变形均不超过1 mm。在打印速度较大、打印层高较高、打印时间间隔较短的条件下,结构物的可打印高度较低,更易发生材料屈服破坏。随着打印速度的减小、打印层高的降低、打印时间间隔的加长,结构物的可打印高度会提高,破坏模式逐渐过渡到倾倒失稳破坏。材料的力学特性、打印工艺和结构的几何形式及尺寸,三者相互影响、共同作用。结合模拟分析结果,对于小尺寸（以单层路径0.5 m为例）结构,打印速度的推荐区间为(0,50]mm/s,打印层高的推荐区间为（0,10]mm,间隔时间推荐区间为[15,+∞）s;对于大尺寸（以单层路径21 m为例）结构,打印速度的推荐区间为(0,25]mm/s,打印层高的推荐区间为（0,15]mm,间隔时间推荐区间为[120,+∞）s。基于所应用的计算方法对大尺度异型拱的打印设计进行了预评估,以打印速度100 mm/s,打印层高10 mm,时间间隔Δt=630 s,进行打印,坍落变形在5 mm以内,完成了大尺寸结构的稳定建造。