The invention discloses a fiber reinforced concrete material for 3D printing and a preparation method thereof. The raw material composition of the fiber concrete material is as follows: cement 7.8 to 8.4 phr; mineral powder 4.0 to 6.7 phr; silica fume 1.3 to 1.7 phr; quartz sand 4.7 to 7.7 phr; water 2.3 to 2.9 phr; water reducer 0.2 to 0.39 phr; retarder 0.0065 to 0.0168 phr; thixotropic agent 0 to 0.004 phr; fiber 0.1 to 0.2 phr. The fiber reinforced concrete material provided by the invention has suitable initial setting time and final setting time, high compressive strength, flexural strength and toughness, good workability and thixotropy, and can realize effective bonding between layers, and can avoid deformation and collapse in the course of accumulation, so it can be precise for engineering needs. Designing the coagulation and thixotropy properties of fiber reinforced concrete can meet the requirements of different printing speed and construction.
【技术实现步骤摘要】
一种用于3D打印的纤维混凝土材料及其制备方法
本专利技术属于建筑材料领域,特别涉及一种用于3D打印的纤维混凝土材料及其制备方法。
技术介绍
在过去的二十年中,现场浇筑混凝土的传统方法已经逐渐被预制装配式混凝土所取代。人们不断寻求更自动化更便捷的建筑方式来减少劳动力和施工时间,提高建筑质量并减少施工对环境的影响。3D打印作为一种增材制造技术,自诞生以来不断发展,已应用于多个领域。因为此技术具有无模、快速和精细成型的优点,近年来越来越多的被尝试应用于土木行业,被证实是更快更好地完成工程建设的新型建筑技术。但此项技术在建筑行业的应用和推广尚面临着诸多挑战,最关键之处就是打印材料设计及成型材料的性能和强度。普通混凝土材料含有粒径较大的粗骨料,无法通过3D打印设备的进行泵送输出;普通混凝土材料只具有流动性,不具有触变性,无法满足3D打印结构竖直堆积成型的要求;普通混凝土材料初凝时间一般在2-3h以上,终凝时间在10-24h左右,也不能满足3D打印材料快速凝结成型的要求。所以现有混凝土材料不能直接应用于3D打印建造,需要基于3D打印对材料的要求进行研发和调整。目前3D打印混凝土技术还处于探索阶段,国内外有一些成功的材料配合比设计。新加坡的SuvashChandraPaul等人利用普通水泥、粉煤灰、硅灰、细砂、玻璃纤维等材料研制了具有良好触变性的3D打印材料,28d抗压强度在36-57MPa范围内。中国专利CN107417204A公开了一种可3D打印的尾矿砂纤维混凝土及其制备、使用方法,使用42.5快硬性普通硅酸盐水泥、粉煤灰、硅灰、空心玻璃微珠、石英砂、尾矿砂、聚丙烯 ...
【技术保护点】
1.一种用于3D打印的纤维混凝土材料,按重量份数计,所述纤维混凝土材料的原料组成为:水泥 7.8‑8.4份;矿粉 4.0‑6.7份;硅灰 1.3‑1.7份;石英砂 4.7‑7.7份;水 2.3‑2.9份;减水剂 0.2‑0.39份;缓凝剂 0.0065‑0.0168份;触变剂 0‑0.004份;纤维 0.1‑0.2份。
【技术特征摘要】
1.一种用于3D打印的纤维混凝土材料,按重量份数计,所述纤维混凝土材料的原料组成为:水泥7.8-8.4份;矿粉4.0-6.7份;硅灰1.3-1.7份;石英砂4.7-7.7份;水2.3-2.9份;减水剂0.2-0.39份;缓凝剂0.0065-0.0168份;触变剂0-0.004份;纤维0.1-0.2份。2.根据权利要求1所述的用于3D打印的纤维混凝土材料,其特征在于,所述水泥包括75-100%的硫铝酸盐水泥和0-25%的硅酸盐水泥,所述百分比是指重量百分比。3.根据权利要求2所述的用于3D打印的纤维混凝土材料,其特征在于,所述纤维混凝土材料的水胶比为0.14-0.22、水灰比为0.28-0.37;其中,水泥、矿粉和硅灰组成凝胶材料,水胶比是指水与凝胶材料的重量比;水灰比是指水与水泥的重量比。4.根据权利要求3所述的用于3D打印的纤维混凝土材料,其特征在于,按重量份数计,所述纤维混凝土材料的原料组成为:硫铝酸盐水泥8.0-8.4份;矿粉5.0-6.5份;硅灰1.5-1.7份;石英砂5.0-6.0份;水2.3-2.6份;减水剂0.35-0.39份;缓凝剂0.007-0.008份;纤维0.10-0.20份;其中,水胶比为0.14-0.18;水灰比为0.28-0.33。5.根据权利要求3所述的用于3D打印的纤维混凝土材料,其特征在于,按重量份数计,所述纤维混凝土材料的原料组成为:硫铝酸盐水泥8.1-8.4份;矿粉5.4-6.7份;硅灰1.5-...
【专利技术属性】
技术研发人员:王海龙,孙晓燕,汪群,高超,张治成,
申请(专利权)人:浙江大学,
类型:发明
国别省市:浙江,33
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。