一种耐水3D打印石膏砂浆及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种耐水3D打印石膏砂浆及其制备方法，属于3D打印材料的技术领域。按重量份计，耐水3D打印石膏砂浆包括α脱硫高强石膏60‑95份、偏高岭土5‑25份、生石灰1‑10份、纳米碳酸钙0.1‑2份、石英砂100‑180份、减水剂0.5‑2份、缓凝剂0.1‑1份、增稠剂0.1‑1份、可再分散乳胶粉0.1‑3份、消泡剂0.05‑0.5份、憎水剂0.1‑1份、水25‑35份。耐水3D打印石膏砂浆的制备方法包括：a，按重量份数，将减水剂、消泡剂、憎水剂、缓凝剂和水混合均匀，得到混合液A；b，按重量份数，将剩余组分混合均匀，得混合物B；c，将混合液A和混合物B混合均匀，得耐水3D打印石膏砂浆。本发明专利技术的耐水3D打印石膏砂浆可挤出性良好，软化系数达0.9以上，凝结时间在15‑38min，1d抗压强度达12.7‑27.8MPa，28d抗压强度达31.4‑51.5MPa。

A water-resistant 3D printing gypsum mortar and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种耐水3D打印石膏砂浆及其制备方法
本专利技术涉及3D打印材料的
，特别涉及一种耐水3D打印石膏砂浆及其制备方法。
技术介绍
近年来，3D打印技术的迅速兴起，在制造及其他相关领域引起高度关注，被誉为“第三次工业技术革命”的核心技术。材料既是3D打印技术的基础，又是制约3D打印技术发展的瓶颈，因为3D打印技术对材料的工作、力学、安全性能以及制造成本的苛刻要求。应用于3D打印技术的材料种类繁多，材料的多元化发展也成为了其主要优势。目前应用于3D打印技术的材料多为工程性塑料、光敏树脂、橡胶类、金属、陶瓷、石膏等，其中石膏作为一种取材广泛、价廉易得且安全无害的材料有着广阔的发展前景。但是，石膏制品强度低、吸水率高、耐水性差，需要对其性能进行改善。
技术实现思路
针对现有技术不足，本专利技术的目的一在于：提供一种耐水3D打印石膏砂浆，可泵性良好，凝结时间在15-38min，1d抗压强度达到12.7-27.8MPa，28d抗压强度达到31.4-51.5MPa。本专利技术的上述第一个目的是通过以下技术方案得以实现的：一种耐水3D打印石膏砂浆，按重量份计，包括有以下组分：α脱硫高强石膏60-95份、偏高岭土5-25份、生石灰1-10份、纳米碳酸钙0.1-2份、石英砂100-180份、减水剂0.5-2份、缓凝剂0.1-1份、增稠剂0.1-1份、可再分散乳胶粉0.1-3份、消泡剂0.05-0.5份、憎水剂0.1-1份、水25-35份。通过采用上述方案，实验数据证明，本专利技术的耐水3D打印石膏砂浆的可泵性良好，凝结时间在15-38min，1d抗压强度达到12.7-27.8MPa，28d抗压强度达到31.4-51.5MPa，具有良好的综合性能。本专利技术进一步设置为：所述减水剂、缓凝剂和增稠剂的重量份比为1:0.1-0.3:0.1-0.5。通过采用上述方案，减水剂能够降低需水量，在提高强度的同时使石膏砂浆具有良好的流动性；缓凝剂能够延缓石膏凝结硬化过程，为打印过程提供足够的操作时间；增稠剂能提高砂浆的保水性、增大砂浆稠度，保证材料可堆积成型，使得材料能够形成自支持。针对本申请的石膏砂浆，实验发现，当减水剂、缓凝剂和增稠剂的重量份比为1:0.15-0.3:0.1-0.5时，能够优化石膏砂浆的可挤出性。本专利技术进一步设置为：所述α脱硫高强石膏、偏高岭土、生石灰、纳米碳酸钙的重量份比为1:0.14-0.24:0.04-0.08:0.01-0.013。通过采用上述方案，偏高岭土能够与生石灰和α脱硫高强石膏反应生成更多水化硅酸钙凝胶和钙矾石，纳米碳酸钙作为晶核可加快水化产物生成，使各种水化产物相互搭接，形成以纳米碳酸钙为中心的空间网络结构，使混凝土的内部结构更加均匀致密，由此提高石膏砂浆的强度。本专利技术进一步设置为：所述憎水剂和消泡剂的重量份比为1:0.2-0.5。通过采用上述方案，憎水剂可提高石膏砂浆耐水性；加入消泡剂可增加石膏硬化基体的密实度，降低孔隙率，降低吸水率。针对本申请的石膏砂浆，实验发现，当憎水剂和消泡剂的重量份比为1:0.2-0.5，石膏砂浆的软化系数可达0.9以上，具有良好的耐水性。本专利技术进一步设置为：所述减水剂选自萘系减水剂、磺化三聚氰胺减水剂、聚羧酸减水剂中的一种或多种。本专利技术进一步设置为：所述缓凝剂选自蛋白类缓凝剂、柠檬酸、六偏磷酸钠中的一种或多种。本专利技术进一步设置为：所述增稠剂选自纤维素醚、膨润土、聚氧化乙烯中的一种或多种。本专利技术进一步设置为：所述消泡剂选自聚氧丙烯甘油醚、丙烯酸酯、有机硅中的一种或多种。本专利技术进一步设置为：所述憎水剂选自聚硅氧烷粉末憎水剂、纳米级改性硅酸盐粉末憎水剂中的一种或两种。本专利技术的目的二在于：提供一种上述耐水3D打印石膏砂浆的制备方法，其特征在于，包括有以下制备步骤：a，按重量份数，将减水剂、消泡剂、憎水剂和水混合均匀，得到混合液A；b，按重量份数，将剩余组分混合均匀，得混合物B；c，将混合液A和混合物B混合均匀，得耐水3D打印石膏砂浆。综上所述，本专利技术具有以下有益效果：1、本专利技术制备的石膏砂浆可挤出性良好，软化系数可达0.9以上，耐水性良好，凝结时间在15-38min，1d抗压强度达到12.7-27.8MPa，28d抗压强度达到31.4-51.5MPa；2、针对本专利技术的石膏砂浆，通过控制减水剂、缓凝剂和增稠剂的重量份比，优化了石膏砂浆的可挤出性；3、针对本专利技术的石膏砂浆，通过控制α脱硫高强石膏、偏高岭土、生石灰、纳米碳酸钙的重量份比，提高了石膏砂浆的强度；4、针对本专利技术的石膏砂浆，通过控制憎水剂和消泡剂的重量份比，提高了石膏砂浆的耐水性。具体实施方式以下对本专利技术作进一步详细说明。实施例1一种耐水3D打印石膏砂浆，按重量份计，包括有以下组分：α脱硫高强石膏60份、偏高岭土25份、生石灰10份、纳米碳酸钙0.1份、石英砂100份、减水剂2份、缓凝剂0.1份、增稠剂1份、可再分散乳胶粉0.1份、消泡剂0.5份、憎水剂0.1份、水35份；其中，减水剂选用萘系减水剂；缓凝剂选用蛋白类缓凝剂；增稠剂选用纤维素醚；消泡剂选用聚氧丙烯甘油醚；憎水剂选自聚硅氧烷粉末憎水剂，耐水3D打印石膏砂浆的制备方法包括有以下制备步骤：a，按重量份数，将减水剂、消泡剂、憎水剂和水混合均匀，得到混合液A；b，按重量份数，将剩余组分混合均匀，得混合物B；c，将混合液A和混合物B混合均匀，得耐水3D打印石膏砂浆。实施例2一种耐水3D打印石膏砂浆，按重量份计，包括有以下组分：α脱硫高强石膏82份、偏高岭土12份、生石灰3份、纳米碳酸钙1份、石英砂150份、减水剂1.6份、缓凝剂0.45份、增稠剂0.3份、可再分散乳胶粉1份、消泡剂0.3份、憎水剂0.5份、水31份；其中，减水剂选用磺化三聚氰胺减水剂；缓凝剂选用柠檬酸；增稠剂选用膨润土；消泡剂选用丙烯酸酯；憎水剂选用纳米级改性硅酸盐粉末憎水剂，耐水3D打印石膏砂浆的制备方法包括有以下制备步骤：a，按重量份数，将减水剂、消泡剂、憎水剂和水混合均匀，得到混合液A；b，按重量份数，将剩余组分混合均匀，得混合物B；c，将混合液A和混合物B混合均匀，得耐水3D打印石膏砂浆。实施例3一种耐水3D打印石膏砂浆，按重量份计，包括有以下组分：α脱硫高强石膏75份、偏高岭土20份、生石灰4份、纳米碳酸钙0.7份、石英砂150份、减水剂1.4份、缓凝剂0.3份、增稠剂0.2份、可再分散乳胶粉1份、消泡剂0.35份、憎水剂0.6份、水31份；其中，减水剂选用聚羧酸减水剂；缓凝剂选用六偏磷酸钠；增稠剂选用聚氧化乙烯；消泡剂选用有机硅；憎水剂选用等重量份的聚硅氧烷粉末憎水剂和纳米级改性硅酸盐粉末憎水剂，耐水3D打印石膏砂浆的制备方法包括有以下制备步骤：a，按重量份数，将减水剂、消泡剂、憎水剂和水混合均匀，得到混合液A；b，按重量份数，将剩余组分混合均匀，得混合物B；c，将混合液A和混合物B混合均匀，得耐水3D打印石膏砂浆。实施例4一种耐水3D打印石膏砂浆，按重量份计，包括有以下组分：α脱硫高强石膏95份、偏高岭土5份、生石灰1份、纳米碳酸钙2份、石英砂180份、减水剂0.5份、缓凝剂1份、增稠剂0.1份、可再分散乳胶粉3份、消泡剂0.05份、憎水剂1份、水25份；其中，减水剂选用等重量份的萘系减水剂、磺本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种耐水3D打印石膏砂浆，其特征在于，按重量份计，包括有以下组分：α脱硫高强石膏60‑95份、偏高岭土5‑25份、生石灰1‑10份、纳米碳酸钙0.1‑2份、石英砂100‑180份、减水剂0.5‑2份、缓凝剂0.1‑1份、增稠剂0.1‑1份、可再分散乳胶粉0.1‑3份、消泡剂0.05‑0.5份、憎水剂0.1‑1份、水25‑35份。

【技术特征摘要】
1.一种耐水3D打印石膏砂浆，其特征在于，按重量份计，包括有以下组分：α脱硫高强石膏60-95份、偏高岭土5-25份、生石灰1-10份、纳米碳酸钙0.1-2份、石英砂100-180份、减水剂0.5-2份、缓凝剂0.1-1份、增稠剂0.1-1份、可再分散乳胶粉0.1-3份、消泡剂0.05-0.5份、憎水剂0.1-1份、水25-35份。2.根据权利要求1所述的一种耐水3D打印石膏砂浆，其特征在于：所述减水剂、缓凝剂和增稠剂的重量份比为1:0.15-0.3:0.1-0.5。3.根据权利要求1所述的一种耐水3D打印石膏砂浆，其特征在于：所述α脱硫高强石膏、偏高岭土、生石灰、纳米碳酸钙的重量份比为1:0.14-0.24:0.04-0.08:0.01-0.013。4.根据权利要求1所述的一种耐水3D打印石膏砂浆，其特征在于：所述憎水剂和消泡剂的重量份比为1:0.2-0.5。5.根据权利要求1所述的一种耐水3D打印石膏砂浆，其特征在于：所述减水...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖世玉，罗小东，向杰，申士卓，肖静，王丰航，
申请(专利权)人：成都建工赛利混凝土有限公司，
类型：发明
国别省市：四川,51