一种带有热蒸汽辅凝装置的混凝土3D打印喷头制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种带有热蒸汽辅凝装置的混凝土3D打印喷头。该3D打印喷头包括挤出式混凝土3D打印喷头和热蒸汽辅凝装置两部分，该打印喷头工作时，打开热蒸汽辅凝装置，根据混凝土的打印相关性能，调节高温高压蒸汽机，控制压力，蒸汽温度，随着热蒸汽喷射到打印出的混凝土上，可以加快混凝土的水化速度，使混凝土快速硬化，从而提高打印喷头的打印速度，减小打印喷头对打印材料的性能要求。

A 3D Printing Nozzle for Concrete with Hot Steam Auxiliary Condensation Device

The invention discloses a concrete 3D printing sprinkler with a hot steam auxiliary condensation device. The 3D printing sprinkler includes two parts: extruded concrete 3D printing sprinkler and hot steam assistant condensation device. When the printing sprinkler works, it opens the hot steam assistant condensation device, adjusts the high temperature and high pressure steam engine according to the printing performance of concrete, controls the pressure and steam temperature. With the hot steam spraying on the printed concrete, the hydration speed of concrete can be accelerated and concrete can be made more efficient. Rapid hardening can improve the printing speed of the printing nozzle and reduce the performance requirements of the printing nozzle for printing materials.

【技术实现步骤摘要】
一种带有热蒸汽辅凝装置的混凝土3D打印喷头
本专利技术涉及混凝土3D打印
，具体涉及一种带有热蒸汽辅凝装置的混凝土3D打印喷头。
技术介绍
3D打印混凝土对混凝土材料的要求具有一定特殊性，它要求材料的流动度控制在合理的范围内，不能太大，否则打印过程中混凝土难以堆积，也不能太小，否则不利于打印喷头的挤出，且打印出来的实体质量差，微观结构缺陷多、机械性能差。当前对3D打印混凝土材料的研究方向主要在混凝土的改性方面，在混凝土中加入速凝剂、缓凝剂等外加剂，或者使用硫铝酸盐快硬水泥等，但这又会造成另外一个问题，水泥水化的速度加快，会使新拌混凝土用于打印的时间缩短，只能现拌速用，不利于大面积、大体积施工。水泥等胶凝材料可以通过提高水化的温度加快水化速度，达到快速凝结、快速硬化的目的。为使混凝土在打印喷头内顺利输送，需要混凝土具有足够大的流动度，所以不能直接对打印喷头的某一部分加热以加快混凝土的水化速度，只能在混凝土挤出后对混凝土加热。现有技术中，混凝土的水化速度过快造成的水化所需水分不足，影响水化质量，继而对水泥后期强度的发展产生不利影响。
技术实现思路
本专利技术目的在于提供一种带有热蒸汽辅凝装置的混凝土3D打印喷头。实现本专利技术目的提供技术方案如下：一种带有热蒸汽辅凝装置的混凝土3D打印喷头，包括：挤出式混凝土3D打印喷头和热蒸汽辅凝装置，所述的3D打印喷头固定在挤出式混凝土顶部热蒸汽辅凝装置；热蒸汽辅凝装置包括进气口、腔体外壳层、蒸汽隔热层、蒸汽输送腔、腔体内壳层、热蒸汽喷口、蒸汽输送腔顶盖；其中，进气口固定在蒸汽输送腔顶盖的上方，与蒸汽输送腔连通，热蒸汽喷口位于蒸汽输送腔的下方；所述的腔体内壳层与腔体外壳层构成蒸汽输送腔，在腔体内壳层内部为蒸汽隔热层。热蒸汽辅凝装置将热蒸汽顺利通过进气口通入蒸汽输送腔，再通过热蒸汽喷口将热蒸汽喷射到从挤出式混凝土3D打印喷头刚挤出的混凝土上。进一步的，蒸汽输送腔为蒸汽输送腔顶盖、腔体外壳层、蒸汽隔热层即及腔体内壳层围成的密闭结构。进一步的，腔体外壳层与蒸汽隔热层通过固定轴连接。进一步的，固定轴在腔体外壳层与蒸汽隔热层之间均匀分布，数量至少为2个。进一步的，热蒸汽辅凝装置通过蒸汽隔热层的伸出部分与挤出式混凝土3D打印喷头固定连接。进一步的，进气口外表带有螺纹，可与高温高压蒸汽机紧密连接。进一步的，带有热蒸汽辅凝装置的混凝土3D打印喷头，打印喷头工作时，打开热蒸汽辅凝装置，通过调节外接的高温高压蒸汽机，控制输入进气口的蒸汽压力、蒸汽温度。本专利技术相对于现有技术相比具有显著优点为：1.本专利技术通过带有热蒸汽辅凝装置的混凝土3D打印喷头装置，能够实现混凝土从3D打印喷头挤出后的快速水化的功能；2.本专利技术的3D打印喷头装置可避免混凝土在打印过程中发生坍塌以及对混凝土过分要求快速硬化问题，从而使得新拌混凝土用于打印的时间缩短。附图说明图1为带有热蒸汽辅凝装置的混凝土3D打印喷头示意图。图2为热蒸汽辅凝装置示意图。图3为热蒸汽辅凝装置剖面图。其中，1.挤出式混凝土3D打印喷头；2.热蒸汽辅凝装置；3.进气口；4.腔体外壳层；5.蒸汽隔热层；6.蒸汽输送腔；7.腔体内壳层；8.固定轴；9.热蒸汽喷口10.蒸汽输送腔顶盖。具体实施方式下面结合附图和具体实施方式对本专利技术做进一步详细地描述。一种带有热蒸汽辅凝装置的混凝土3D打印喷头，包括：挤出式混凝土3D打印喷头1和热蒸汽辅凝装置2，所述的混凝土3D打印喷头1固定在挤出式热蒸汽辅凝装置2顶部；热蒸汽辅凝装置2包括进气口3、腔体外壳层4、蒸汽隔热层5、蒸汽输送腔6、腔体内壳层7、热蒸汽喷口9、蒸汽输送腔顶盖10；其中，进气口3固定在蒸汽输送腔顶盖10的上方，与蒸汽输送腔6连通，热蒸汽喷口9位于蒸汽输送腔6的下方；所述的腔体内壳层7与腔体外壳层4构成蒸汽输送腔6，在腔体内壳层7内部为蒸汽隔热层5；热蒸汽辅凝装置2将热蒸汽顺利通过进气口3通入蒸汽输送腔6，再通过热蒸汽喷口9将热蒸汽喷射到从挤出式混凝土3D打印喷头1刚挤出的混凝土上。蒸汽输送腔6为蒸汽输送腔顶盖10、腔体外壳层4、蒸汽隔热层5即及腔体内壳层围成的密闭结构。腔体外壳层4与蒸汽隔热层5通过固定轴8连接。固定轴8在腔体外壳层4与蒸汽隔热层5之间均匀分布，数量至少为2个。热蒸汽辅凝装置2通过蒸汽隔热层5的伸出部分与挤出式混凝土3D打印喷头1固定连接。进气口3外表设有螺纹，可与高温高压蒸汽机紧密连接。带有热蒸汽辅凝装置的混凝土3D打印喷头，打印喷头工作时，打开热蒸汽辅凝装置2，通过调节外接的高温高压蒸汽机，控制输入进气口3的蒸汽压力、蒸汽温度。热蒸汽辅凝装置2，打印喷头开始工作时，可以参照混凝土的流动度等打印相关的材料状态，调控进气口3进入的热蒸汽的压力和温度，打印喷头打印进行时，也可参照混凝土的流动度等打印相关的状态灵活地调控进气口3进入的热蒸汽的压力和温度，以便混凝土可以顺利堆积成型。带有热蒸汽辅凝装置的混凝土3D打印喷头，挤出式混凝土3D打印喷头1固定安装在热蒸汽辅凝装置2上，对挤出式混凝土3D打印喷头1的打印工作起到辅助作用，打印喷头开始工作时，打开挤出式混凝土3D打印喷头1和热蒸汽辅凝装置2，挤出式混凝土3D打印喷头1开始打印混凝土，与此同时，热蒸汽辅凝装置2喷出热蒸汽，伴随挤出式混凝土3D打印喷头1加热喷头周围及刚刚打印出的混凝土，加快混凝土水化进程。如图1-3所示带有热蒸汽辅凝装置的混凝土3D打印喷头，打印喷头开始工作时，测定混凝土流动度为183mm，打印时混凝土将不能顺利堆积成型，打开带有热蒸汽辅凝装置的混凝土3D打印喷头进行混凝土的打印，调高进气口3进入的热蒸汽的温度和压力，加快水泥的硬化速度。打印0.5m高后，发现混凝土的流动度损失明显，测定后发现降到165mm左右，于是调低进气口3进入的热蒸汽的温度和压力，以防混凝土硬化速度过快，造成上下层之间的缺陷，影响打印产品的品质。对于本专利技术的带有热蒸汽辅凝装置的混凝土3D打印喷头，不止适用于混凝土的3D打印，还适用于其它胶凝材料的3D打印。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种带有热蒸汽辅凝装置的混凝土3D打印喷头，其特征在于，包括：挤出式混凝土3D打印喷头(1)和热蒸汽辅凝装置(2)，所述的挤出式混凝土3D打印喷头(1)固定在热蒸汽辅凝装置(2)；所述的热蒸汽辅凝装置(2)包括进气口(3)、腔体外壳层(4)、蒸汽隔热层(5)、蒸汽输送腔(6)、腔体内壳层(7)、热蒸汽喷口(9)、蒸汽输送腔顶盖(10)；其中，进气口(3)固定在蒸汽输送腔顶盖(10)的上方，与蒸汽输送腔(6)连通，热蒸汽喷口(9)位于蒸汽输送腔(6)的下方；所述的腔体内壳层(7)与腔体外壳层(4)构成蒸汽输送腔(6)，在腔体内壳层(7)内部为蒸汽隔热层(5)；所述的热蒸汽辅凝装置(2)将热蒸汽顺利通过进气口(3)通入蒸汽输送腔(6)，再通过热蒸汽喷口(9)将热蒸汽喷射到从挤出式混凝土3D打印喷头(1)刚挤出的混凝土上。

【技术特征摘要】
1.一种带有热蒸汽辅凝装置的混凝土3D打印喷头，其特征在于，包括：挤出式混凝土3D打印喷头(1)和热蒸汽辅凝装置(2)，所述的挤出式混凝土3D打印喷头(1)固定在热蒸汽辅凝装置(2)；所述的热蒸汽辅凝装置(2)包括进气口(3)、腔体外壳层(4)、蒸汽隔热层(5)、蒸汽输送腔(6)、腔体内壳层(7)、热蒸汽喷口(9)、蒸汽输送腔顶盖(10)；其中，进气口(3)固定在蒸汽输送腔顶盖(10)的上方，与蒸汽输送腔(6)连通，热蒸汽喷口(9)位于蒸汽输送腔(6)的下方；所述的腔体内壳层(7)与腔体外壳层(4)构成蒸汽输送腔(6)，在腔体内壳层(7)内部为蒸汽隔热层(5)；所述的热蒸汽辅凝装置(2)将热蒸汽顺利通过进气口(3)通入蒸汽输送腔(6)，再通过热蒸汽喷口(9)将热蒸汽喷射到从挤出式混凝土3D打印喷头(1)刚挤出的混凝土上。2.根据权利要求1所述的带有热蒸汽辅凝装置的混凝土3D打印喷头，其特征在于，所述的蒸汽输送腔(6)为蒸汽输送腔顶盖(10)、腔体外壳层(4)、蒸汽隔热...

【专利技术属性】
技术研发人员：董赛阳，赖建中，周捷航，夏敬超，
申请(专利权)人：南京理工大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32