一种适用于3D打印的水泥干混砂浆及其制备方法技术

本发明专利技术涉及3D打印建筑原材料领域，尤其是一种适用于3D打印的水泥干混砂浆及其制备方法，包括以下组分：水泥、干砂、掺合料、纤维、外加剂、丙烯酸乳液、减水剂、水。它本产品具有可变形和良好的良好的结合性，遇到外力可变形但不易开裂，外力撤去仍保持原有形状不变；利用本产品进行3D打印时，可使3D打印建筑实现无膜具状态下可以快速成型不坍塌。改变了传统水泥材料的流变特征，使得其具有类似面团可塑性。在使用过程中可快速成型、不坍塌达到了不支模也可制备异形构件和连续施工的目的；另外，通过本申请的配方组分以及制备方法可使所得砂浆强度达到35MPa，抗渗等级达到P8。

A Dry Mixed Cement Mortar for 3D Printing and Its Preparation Method

The invention relates to the field of 3D printing building raw materials, in particular to a cement dry mixed mortar suitable for 3D printing and a preparation method thereof, comprising the following components: cement, dry sand, admixture, fiber, additive, acrylic emulsion, water reducing agent and water. The product has good combination and deformability, but it is not easy to crack when it meets external force deformability, and the original shape remains unchanged when the external force is removed. When using this product for 3D printing, the 3D printing building can realize rapid prototyping without film. It changes the rheological characteristics of traditional cement materials, making them similar to dough plasticity. In addition, the strength of the mortar can reach 35 MPa and the impermeability grade can reach P8 through the prescription composition and preparation method of this application.

【技术实现步骤摘要】
一种适用于3D打印的水泥干混砂浆及其制备方法
本专利技术涉及3D打印建筑原材料领域，尤其是一种适用于3D打印的水泥干混砂浆及其制备方法。
技术介绍
目前3D打印技术日趋完善，越来越多的物品都可以由3D打印完成。3D打印建筑可以颠覆传统建筑行业，但目前市场上3D打印建筑原材料技术尚不成熟。传统水泥材料的流变特征，使得水泥材料的状态不可发生改变，水泥自身的塌落特性使其不能具有无外力作用下保持形态的能力，所以传统水泥材料必须由外力（模具）保持其构件形态，待其终凝结束才能撤除外力。在构件或产品制作过程中，水泥材料由模具定型，并在添加水泥材料中由水泥材料的流动性或者振动才能填满模具方能得到密实的构件或产品，给生产带来诸多不便，增加制作成本，造成过多的浪费（模具的浪费）。因此，传统的水泥砂浆不适合用于3D打印，目前亟需研制一种适用于3D打印的水泥砂浆材料。
技术实现思路
本专利技术为解决上述技术问题之一所采用的技术方案是：一种适用于3D打印的水泥干混砂浆，其特征在于：包括以下组分：水泥、干砂、掺合料、纤维、外加剂、丙烯酸乳液、减水剂、水。丙烯酸乳液能够增加砂浆粘结性能，增加材料的施工和易性，使材料快速凝结，提高早强性能，实现材料可以连续打印。优选地，所述掺合料由重钙、矿粉组成。重钙可以提高砂浆的粘合性能，降低水泥和砂的用量降低成本；矿粉可以提高砂浆强度和易性、降低水泥和砂用量、降低成本。优选地，还包括超细聚乙烯醇微粉、纤维素醚。超细聚乙醇微粉可以增加材料的粘结性能，使材料泥团易成型不破损，增强材料的抗裂和抗剪性能；纤维素醚提高材料的稳定性，增加材料的稠度，提高材料的拉伸粘结强度和材料的施工和易性。一种适用于3D打印的水泥干混砂浆，由以下重量份数的组分配合而成：水泥30-40份、干砂50-60份、重钙5-15份、矿粉5-15份、纤维0.5-0.6份、超细聚乙烯醇微粉0.02-0.1份、纤维素醚0.03-0.1份、丙烯酸乳液0.015-0.06份、减水剂0.01-0.03份、水14-18份。优选地，所述水泥为普通硅酸盐PO.W52.5、所述水泥强度不低于52.5。可以使用灰水泥或者白水泥；其中砂为水洗烘干砂或者彩砂（可以制作彩色砂浆打印彩色构件）。优选地，所述减水剂为液态聚羧酸；减水剂能够减少水用量，提高材料性能；所述纤维为玻璃纤维、聚丙烯纤维、钢纤维中的一种或几种的组合。用于增加砂浆的抗裂性能和强度优选地，所述干砂目数为20-70目、所述300目、所述纤维粒径为12-16mm。一种适用于3D打印的水泥干混砂浆的制备方法，包括如下步骤：第一步：根据配方，按照重量分别称量水泥、干砂、掺合料、外加剂、纤维，并依次加入到干混搅拌设备中搅拌混合均匀，由此得到3D打印水泥干混砂浆，此拌合料加工顺序可使拌合节省拌合时间，拌合更均匀，避免损伤纤维。第二步：根据配方，按照重量称量丙烯酸乳液、减水剂、水，加入到液态容器中搅拌均匀，得到3D打印水泥干混砂浆用液态拌合料。此液态拌合料中添加了丙烯酸和减水剂，提高了3D打印用拌合料粘度和可泵送性，避免3D打印水泥干混砂浆的各成分的化学反应，延长3D打印水泥干混砂浆的保存时间。第三步：将第一步得到的3D打印水泥干混砂浆加入到砂浆搅拌机中，加入相应重量的第二步得到3D打印水泥干混砂浆用液态拌合料，搅拌均匀，得到一种3D打印建筑用砂浆。一种通过水泥干混砂浆的制备构件的方法，其特征在于：包括如下步骤：第一步：根据客户或设计要求把要打印的构件模型拆分成层状叠加的纹路组成需要的构件模型。把这些砂浆层状叠加行走路线编制好程序输入3D打印机中吧备用。第二步：把得到3D打印水泥干混砂浆倒入搅拌机中加入相应份量的得到3D打印水泥干混砂浆用液态拌合料搅拌均匀。第三步：通过3D打印机输出之前导入的程序由管道和喷嘴实现砂浆层状叠加行走路线，初步得到需要的构件。第四步：第三部得到的构件通过自然养护或者蒸汽养护，得到我们最终所需要的构件。本专利技术所具有的有益效果是，本产品具有可变形和良好的良好的结合性，遇到外力可变形但不易开裂，外力撤去仍保持原有形状不变；利用本产品进行3D打印时，可使3D打印建筑实现无膜具状态下可以快速成型不坍塌。改变了传统水泥材料的流变特征，使得其具有类似面团可塑性。在使用过程中可快速成型、不坍塌达到了不支模也可制备异形构件和连续施工的目的；另外，通过本申请的配方组分以及制备方法可使所得砂浆强度达到35MPa，抗渗等级达到P8；可满足3D打印建筑技术要求，施工简便、无模加工异形构件，减少建筑垃圾、提高施工进度；材料强度高、施工和易性好、耐久性高。具体实施方式为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，对本专利技术进行详细阐述。实施例1：一种适用于3D打印的水泥干混砂浆，其特征在于：包括以下组分：水泥、干砂、掺合料、纤维、外加剂、丙烯酸乳液、减水剂、水。丙烯酸乳液能够增加砂浆粘结性能，增加材料的施工和易性，使材料快速凝结，提高早强性能，实现材料可以连续打印。优选地，所述掺合料由重钙、矿粉组成。重钙可以提高砂浆的粘合性能，降低水泥和砂的用量降低成本；矿粉可以提高砂浆强度和易性、降低水泥和砂用量、降低成本。优选地，还包括超细聚乙烯醇微粉、纤维素醚。超细聚乙醇微粉可以增加材料的粘结性能，使材料泥团易成型不破损，增强材料的抗裂和抗剪性能；纤维素醚提高材料的稳定性，增加材料的稠度，提高材料的拉伸粘结强度和材料的施工和易性。一种适用于3D打印的水泥干混砂浆，由以下重量份数的组分配合而成：水泥35份、干砂45份、重钙10份、矿粉10份、纤维0.5份、超细聚乙烯醇微粉0.06份、纤维素醚0.06份、丙烯酸乳液0.04份、减水剂0.02份、水16份。优选地，所述水泥为普通硅酸盐PO.W52.5、所述水泥强度不低于52.5。可以使用灰水泥或者白水泥；其中砂为水洗烘干砂或者彩砂（可以制作彩色砂浆打印彩色构件）。优选地，所述减水剂为液态聚羧酸；减水剂能够减少水用量，提高材料性能；所述纤维为玻璃纤维、聚丙烯纤维、钢纤维中的一种或几种的组合。用于增加砂浆的抗裂性能和强度优选地，所述干砂目数为20-70目、所述重钙300目、所述纤维粒径为12-16mm。一种适用于3D打印的水泥干混砂浆的制备方法，包括如下步骤：第一步：根据配方，按照重量分别称量水泥35份、干砂45份、重钙10份、矿粉10份、纤维0.5份、超细聚乙烯醇微粉0.06份、纤维素醚0.06份，并依次加入到干混搅拌设备中搅拌混合均匀，由此得到3D打印水泥干混砂浆，此拌合料加工顺序可使拌合节省拌合时间，拌合更均匀，避免损伤纤维。第二步：根据配方，按照重量称量丙烯酸乳液0.04份、减水剂0.02份、水16份，加入到液态容器中搅拌均匀，得到3D打印水泥干混砂浆用液态拌合料。此液态拌合料中添加了丙烯酸和减水剂，提高了3D打印用拌合料粘度和可泵送性，避免3D打印水泥干混砂浆的各成分的化学反应，延长3D打印水泥干混砂浆的保存时间。第三步：将第一步得到的3D打印水泥干混砂浆加入到砂浆搅拌机中，加入相应重量的第二步得到3D打印水泥干混砂浆用液态拌合料，搅拌均匀，得到一种3D打印建筑用砂浆。一种通过水泥干混砂浆的制备构件的方法，其特征在于：包括如下步骤：第一步：根据客户或设计要求把要打印的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种适用于3D打印的水泥干混砂浆，其特征在于：包括以下组分：水泥、干砂、掺合料、纤维、外加剂、丙烯酸乳液、减水剂、水。

【技术特征摘要】
1.一种适用于3D打印的水泥干混砂浆，其特征在于：包括以下组分：水泥、干砂、掺合料、纤维、外加剂、丙烯酸乳液、减水剂、水。2.根据权利要求1所述的一种适用于3D打印的水泥干混砂浆，其特征在于：所述掺合料由重钙、矿粉组成。3.根据权利要求2所述的一种适用于3D打印的水泥干混砂浆，其特征在于：还包括超细聚乙烯醇微粉、纤维素醚。4.根据权利要求3所述的一种适用于3D打印的水泥干混砂浆，其特征在于：由以下重量份数的组分配合而成：水泥30-40份、干砂50-60份、重钙5-15份、矿粉5-15份、纤维0.5-0.6份、超细聚乙烯醇微粉0.02-0.1份、纤维素醚0.03-0.1份、丙烯酸乳液0.015-0.06份、减水剂0.01-0.03份、水14-18份。5.根据权利要求4所述的一种适用于3D打印的水泥干混砂浆，其特征在于：所述水泥为普通硅酸盐PO.W52.5、所述水泥强度不低于52.5。6.根据权利要求5所述的一种适用于3D打印的水泥干混砂浆，其特征在于：所述减水剂为液态聚羧酸；所述纤维为玻璃纤维、聚丙烯纤维、钢纤维中的一种或几种的组合。7.根据权利要求6所述的一种适用于3D打印的水泥干混砂浆，其特征在于：所述干砂目数为20-70目、所述300目、所述纤维粒径为12-16mm。8.一种适用于...

【专利技术属性】
技术研发人员：张连开，谷春霞，严作勇，钱庆杰，王法庆，王志军，
申请(专利权)人：北汇绿建集团有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37