一种改性废弃加气砖粉末3D打印轻质混凝土及其制备方法技术

本发明专利技术涉及建筑3D打印技术领域，特别涉及一种改性废弃加气砖粉末3D打印轻质混凝土及其制备方法。其中，一种改性废弃加气砖粉末3D打印轻质混凝土，以重量份数计，原料包括石粉300～450份；草木灰200～300份；改性废弃蒸压加气砖粉末400～800份；陶砂1000～1500份；激发剂800～1200份；聚丙烯纤维10～20份；聚羧酸减水剂10～20份；消泡剂5～10份；可分散乳胶粉4～8份；水350～450份。本发明专利技术提供的改性废弃加气砖粉末3D打印轻质混凝土通过碱激发体系与3D打印技术结合，大大减少了传统3D打印混凝土中水泥的用量，节约资源；而且利用碱激发胶凝材料的早期强度高、凝结时间短和耐久性好等特性，弥补了传统3D打印混凝土早期工作性能差的缺陷。的缺陷。

【技术实现步骤摘要】
一种改性废弃加气砖粉末3D打印轻质混凝土及其制备方法


[0001]本专利技术涉及建筑3D打印
，特别涉及一种改性废弃加气砖粉末3D打印轻质混凝土及其制备方法。

技术介绍

[0002]3D打印技术属于增材制造技术，可以加速生产并减少材料消耗，已被广泛应用于制造业，并且随着3D打印技术的成熟，这项技术开始应用于建筑行业。相比于传统的建筑施工工艺，建筑3D打印技术拥有明显的优势，如建筑3D打印无需施工模板，可以减少施工成本；施工速度快，节约时间成本；可用材料范围广，可极大提高废物利用，符合现代绿色环保的要求等。
[0003]随着我国经济的快速发展，各类工业固废和建筑垃圾大量排放与堆积。蒸压加气混凝土砌块由于具有重量轻，保温性强等优点，被普遍用作墙体材料。由于加气混凝土砌块的抗压强度比较低，在生产过程中极易破损，生产中的破损率一般达到了5％～8％，而且在加气混凝土砌块的运输过程中也会产生大量的废品；相关生产企业积压了大量的废弃加气混凝土砌块，这些废弃加气混凝土砌块不仅占用大量土地面积，污染环境；而且由于环保压力，给企业造成了严重的经济负担，阻碍了相关生产企业的发展。这些废弃物得不到处置，会造成更严重的环境危害，甚至威胁了生态环境与人类健康。地聚物混凝土作为一种相对绿色环保的建筑材料，它是一种使用碱激发剂与一些具有火山灰活性的物质混合反应而成的胶凝材料，而矿渣、草木灰、废弃蒸压加气混凝土中富含火山灰活性物质，将这些废弃物变废为宝；而且碱激发混凝土具有凝结时间短，组成材料来源广和流动性好等特性，有利于提高3D打印混凝土的挤出性和建造性。利用矿粉、草木灰、改性废弃蒸压加气混凝土材料，不仅促进建筑智能化发展还可以解决水泥和天然砂短缺，固废堆积等难题具有广阔的市场应用前景。

技术实现思路

[0004]为解决上述现有技术的不足，本专利技术提供一种改性废弃加气砖粉末3D打印轻质混凝土，以重量份数计，原料包括
[0005]石粉300～450份；草木灰200～300份；改性废弃蒸压加气砖粉末400～800份；陶砂1000～1500份；激发剂800～1200份；聚丙烯纤维10～20份；聚羧酸减水剂10～20份；消泡剂5～10份；可分散乳胶粉4～8份；水350～450份。
[0006]优选的，以重量份数计，原料包括石粉320～430份；草木灰220～280份；改性废弃蒸压加气砖粉末420～740份；陶砂1100～1300份；激发剂820～1100份；聚丙烯纤维12～18份；聚羧酸减水剂12～18份；消泡剂6～8份；可分散乳胶粉5～7份；水380～460份制成。
[0007]在一些实施例中，所述改性废弃蒸压加气砖粉末制备过程为废弃蒸压加气砖经过破碎球磨后，再加入至硅烷偶联剂溶液中，并置于40～50℃下搅拌，搅拌均匀后得到混合液，然后将所述混合液进行过滤干燥处理后制得。
[0008]在一些实施例中，改性废弃蒸压加气砖粉末的活性＞70％，比表面积＞550m2/kg，密度＜2.33g/cm3。
[0009]在一些实施例中，所述石粉为花岗岩石粉、石灰石石粉和大理石石粉中的任意一种或两种组合。
[0010]具体的，所述可分散乳胶粉可为乙烯/醋酸乙烯酯的共聚物、醋酸乙烯/叔碳酸乙烯共聚物、丙烯酸共聚物中的任意一种。优选的，所述可分散乳胶粉为丙烯酸酯与苯乙烯共聚胶粉。
[0011]在一些实施例中，所述聚丙烯纤维的纤维长度为6～9mm。具体的，聚丙烯纤维在结构中主要为防止改性废弃加气砖粉末3D打印轻质混凝土发生开裂，6～9mm长度范围的聚丙烯纤维和改性废弃加气砖粉末3D打印轻质混凝土的适应性最佳。本领域技术人员可根据实际情况将聚丙烯纤维替换为其他长度范围相同的柔性纤维，不作具体限制。
[0012]在一些实施例中，所述硅烷偶联剂为氨基类硅烷偶联剂、环氧基类硅烷偶联剂、乙烯基硅烷偶联剂中的任意一种。优选的，所述硅烷偶联剂为环氧基类硅烷偶联剂。
[0013]在一些实施例中，所述陶砂为淤泥陶砂、电瓷陶砂和粉煤灰陶砂中的任意一种。
[0014]在一些实施例中，所述陶砂最大颗粒尺寸＜5mm；所述陶砂的容重为400～600kg/m3。
[0015]在一些实施例中，所述激发剂为硅酸钠溶液、氢氧化钠溶液、氢氧化钙溶液中的任意一种或两种组合。具体的，所述硅酸钠溶液模数为2.0。
[0016]在一些实施例中，所述草木灰为草本和木本植物燃烧后产生的灰烬。
[0017]优选的，所述聚羧酸减水剂的减水效率为30％～36％。
[0018]本专利技术还提供一种制备如上任意所述的改性废弃加气砖粉末3D打印轻质混凝土的制备方法，其特征在于，步骤如下：
[0019]将石粉、草木灰、改性废弃蒸压加气砖粉末和陶砂混合得到混合物A，然后将混合物A搅拌均匀2～4分钟；
[0020]然后将激发剂加入到水中，搅拌1～3分钟得到混合物B；
[0021]向混合物A中加入混合物B并不断搅拌，搅拌3～5分钟得到混合物C；最后向混合物C中加入聚丙烯纤维、聚羧酸减水剂、消泡剂、可分散乳胶粉和水搅拌5～8分钟即得到所述改性废弃加气砖粉末3D打印轻质混凝土。
[0022]在一些实施例中，混合物B中所述激发剂与水的比例为0.5～1.0:1.0～5.0。
[0023]基于上述，与现有技术相比，本专利技术有益效果如下：
[0024]1、本专利技术通过恰当比例的石粉、草木灰和改性废弃蒸压加气砖粉末，使3D打印混凝土的流动性能和挤出性能更加优越，并且混凝土内部结构性能得到改善，内部紧密连接程度加深，使得强度得以提高。
[0025]2、本专利技术使用石粉、草木灰、废弃蒸压加气砖粉末和陶砂等材料，实现了废弃物的再次利用，符合绿色环保要求，更大大地降低了材料成本，符合国家产业要求。
[0026]3、本专利技术通过碱激发体系与3D打印技术结合，大大减少了传统3D打印混凝土中水泥的用量，节约资源；而且利用碱激发胶凝材料的早期强度高、凝结时间短和耐久性好等特性，恰好能够提高3D打印混凝土的可建造性能，弥补传统3D打印混凝土早起工作性能差的缺陷。
[0027]本专利技术的其它特征和有益效果将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。本专利技术的目的和其他有益效果可通过在说明书、权利要求书中所指出的结构和/或组分来实现和获得。
具体实施方式
[0028]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例；下面所描述的本专利技术不同实施方式中所设计的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合；基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0029]在本专利技术的描述中，需要说明的是，本专利技术所使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本专利技术所属领域的普通技术人员通常所理本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种改性废弃加气砖粉末3D打印轻质混凝土，其特征在于：以重量份数计，原料包括石粉300～450份；草木灰200～300份；改性废弃蒸压加气砖粉末400～800份；陶砂1000～1500份；激发剂800～1200份；聚丙烯纤维10～20份；聚羧酸减水剂10～20份；消泡剂5～10份；可分散乳胶粉4～8份；水350～450份。2.根据权利要求1所述的改性废弃加气砖粉末3D打印轻质混凝土，其特征在于：以重量份数计，原料包括石粉320～430份；草木灰220～280份；改性废弃蒸压加气砖粉末420～740份；陶砂1100～1300份；激发剂820～1100份；聚丙烯纤维12～18份；聚羧酸减水剂12～18份；消泡剂6～8份；可分散乳胶粉5～7份；水380～460份制成。3.根据权利要求1所述的改性废弃加气砖粉末3D打印轻质混凝土，其特征在于：所述改性废弃蒸压加气砖粉末制备过程为废弃蒸压加气砖经过破碎球磨后，再加入至硅烷偶联剂溶液中，并置于40～50℃下搅拌，搅拌均匀后得到混合液，然后将所述混合液进行过滤干燥处理后制得。4.根据权利要求1所述的改性废弃加气砖粉末3D打印轻质混凝土，其特征在于：改性废弃蒸压加气砖粉末的活性＞70％，比表面积＞550m2/kg，密度＜2.33g/cm3。5.根据权利要求1所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖伟，尹键丽，赖广兴，郭元强，林添兴，
申请(专利权)人：科之杰新材料集团有限公司，
类型：发明
国别省市：