一种3D打印的砂浆材料及其制备方法、砂浆的3D打印方法技术

本发明专利技术属于砂浆材料技术领域，特别涉及一种3D打印的砂浆材料及其制备方法、砂浆的3D打印方法。所述砂浆材料包括：普通硅酸盐水泥50～70份；硫铝酸盐水泥6～14份；矿渣微粉2～20份；粉煤灰18～22份；速凝剂0.25～2份；纤维素醚0.05～0.45份；萘系减水剂0.1～0.3份；可再分散性胶粉0.4～0.6份；消泡剂0.1～0.5份；早强剂0.1～0.5份；聚丙烯纤维0.4～1.0份；细骨料100～120份；水30～40份。本发明专利技术以上述原料采用合理的配比可将本发明专利技术所述砂浆材料在投用到3D打印后打印速度稳定保持在150～200mm/s内。s内。

【技术实现步骤摘要】
一种3D打印的砂浆材料及其制备方法、砂浆的3D打印方法


[0001]本专利技术属于砂浆材料
，特别涉及一种3D打印的砂浆材料及其制备方法、砂浆的3D打印方法。

技术介绍

[0002]目前，砂浆材料3D打印凭借其无模化的智能建造优势，已逐渐成为世界范围内快速上升的研究热点。为将该技术广泛应用于建筑业，国内外研究者近年来不断研发适于泵送、挤出和沉积的可打印砂浆材料，且在其力学性能的优化和耐久性的研究中均得到了不断的进步。因此，在砂浆材料3D打印技术的不断普及的环境下，越来越多的小中型原位砂浆材料3D打印建筑出现在国内的多个地方。然而，随着3D打印建筑需求的不断增加，打印速度和工作效率等相关的打印材料或打印工艺开始制约砂浆材料3D打印在国内研究的进一步发展速度。然而，目前的3D打印的砂浆材料在进行3D打印时，速度较慢，例如：史庆轩使用普通硅酸盐水泥和硫铝酸盐水泥配合聚羧酸减水剂等外加剂制备得到的砂浆材料，实现了最高150mm/s的打印速度完成打印。

技术实现思路

[0003]鉴于此，本专利技术提供了一种3D打印的砂浆材料及其制备方法、砂浆的3D打印方法，本专利技术提供的砂浆材料在进行3D打印时，能够在较快的打印速度下完成打印。
[0004]为了实现以上目的，本专利技术提供了一种3D打印的砂浆材料，包括以下质量份数的制备原料：
[0005][0006][0007]优选地，所述矿渣微粉的粒径为1～75μm，所述矿渣微粉的表面积为420～450m2/kg。
[0008]优选地，所述粉煤灰的密度为2.2～2.3g/cm3；所述粉煤灰的粒径为1～100μm。
[0009]优选地，所述速凝剂包括碳酸锂速凝剂。
[0010]优选地，所述早强剂包括三乙醇胺早强剂。
[0011]优选地，所述可再分散性胶粉包括醋酸乙烯酯与乙烯共聚胶粉。
[0012]优选地，所述细骨料的粒径为0.35～0.5mm，所述细骨料包括石英砂。
[0013]优选地，所述聚丙烯纤维的长度为5～7mm，长径比为190～210。
[0014]本专利技术还提供了上述所述砂浆材料的制备方法，包括以下步骤：
[0015]将普通硅酸盐水泥、硫铝酸盐水泥和细骨料进行第一混合，得到第一混合料；
[0016]将矿渣微粉、粉煤灰、聚丙烯纤维、萘系减水剂、可再分散性胶粉、纤维素醚、消泡剂和速凝剂进行第二混合，得到第二混合料；
[0017]将早强剂和水进行第三混合，得到早强剂溶液；
[0018]将第一混合料、第二混合料和早强剂溶液进行第四混合，得到所述砂浆材料。
[0019]本专利技术还提供了利用上述所述砂浆材料进行3D打印，所述3D打印包括以下步骤：将砂浆材料进行3D打印；所述3D打印的条件包括温度为0～35℃，速度为0.1～200mm/s；
[0020]所述砂浆材料为上述所述的砂浆材料。
[0021]本专利技术提供了一种3D打印的砂浆材料，包括以下质量份数的制备原料：普通硅酸盐水泥50～70份；硫铝酸盐水泥6～14份；矿渣微粉2～20份；粉煤灰18～22份；速凝剂0.25～2份；纤维素醚0.05～0.45份；萘系减水剂0.1～0.3份；可再分散性胶粉0.4～0.6份；消泡剂0.1～0.5份；早强剂0.1～0.5份；聚丙烯纤维0.4～1.0份；细骨料100～120份；水30～40份。本专利技术以普通硅酸盐水泥、硫铝酸盐水泥、矿渣微粉、粉煤灰、聚丙烯纤维、萘系减水剂、可再分散性胶粉、纤维素醚、消泡剂、速凝剂、早强剂和细骨料为砂浆材料原料采用合理的配比可将本专利所述砂浆材料在投用到3D打印后打印速度稳定保持在150～200mm/s内，同时利用速凝剂、纤维素醚、减水剂等外加剂的复合影响，既能够提高所述材料的打印速度，还能够确保在快速打印后产品的28D抗压强度达到C50水平，所述砂浆材料具备高可泵性，高打印性且力学性能良好。使用本专利技术砂浆材料进行3D打印可实现快速打印，减少相关成本消耗，缩短产品生产周期，为未来建筑3D打印产业化提供保障。
具体实施方式
[0022]本专利技术提供了一种3D打印的砂浆材料，包括以下质量份数的制备原料：
[0023][0024]在本专利技术中，若无特殊说明，所采用原料均为本领域常规市售产品。
[0025]在本专利技术中，以质量份数计，所述砂浆材料的制备原料包括普通硅酸盐水泥50～70份，优选为55～65份。在本专利技术中，所述普通硅酸盐水泥的强度优选不低于42.5级。在本专利技术中，所述普通硅酸盐水泥优选包括以下质量百分含量的组分：6.65％Al2O3、58.93％CaO、2.54％SO3、24.12％SiO2、3.78％Fe2O3、0.79％MgO，烧失量(Loss)优选为3.19％。本专利技术利用硅酸盐水泥的水热化低的特点，可以保证在失去水分凝结的过程中将打印材料体积收缩控制在较小的范围内，最终有效地防止砂浆凝结时早期的裂化。
[0026]在本专利技术中，以质量份数计，所述砂浆材料的制备原料包括硫铝酸盐水泥6～14份，优选为10～12份。在本专利技术中，所述硫铝酸盐水泥优选包括以下质量百分含量的组分：35.17％Al2O3、42.54％CaO、10.79％SO3、6.13％SiO2、1.53％Fe2O3、1.24％MgO，烧失量(Loss)优选为2.6％。本专利技术利用硫铝酸盐水泥能够实现快速凝结，且具有早期强度的特定属性，在普通硅酸盐水泥的配合下，既可以实现砂浆材料的凝胶时间的控制，也可以保证其打印产品的力学性能和耐久性。
[0027]在本专利技术中，以质量份数计，所述砂浆材料的制备原料包括矿渣微粉2～20份，优选为10～15份。在本专利技术中，所述矿渣微粉优选为S95矿渣微粉和/或S105矿渣微粉。在本专利技术中，所述矿渣微粉优选为水淬高炉矿渣。在本专利技术中，所述矿渣微粉优选包括以下质量百分含量的组分：33.62％Al2O3、4.118％CaO、2.72％SO3、42.33％SiO2、9.064％Fe2O3、4.664％MgO，烧失量(Loss)优选为3.484％。在本专利技术中，所述矿渣微粉的粒径优选为1～75μm，更优选为1～45μm。在本专利技术中，所述矿渣微粉的比表面积优选为420～450m2/kg，更优选为440m2/kg。在本专利技术实施例中，所述矿渣微粉具体优选为西安德龙新型建筑材料科技有限责任有限公司生产的比表面积为440m2/kg的S95级矿渣微粉。在本专利技术中，利用矿渣微粉的特性可有效提高3D打印材料的打印性和力学性能，降低混凝土的成本。同时，合理的矿渣微粉配比可以降低水化发硬发热速率，减少砂浆材料3D打印结构早期温度裂缝，提高混凝土
密实度，确保砂浆材料3D打印在快速打印过程中的稳定性。
[0028]在本专利技术中，以质量份数计，所述砂浆材料的制备原料包括粉煤灰18～22份，优选为19～20份。在本专利技术中，所述粉煤灰的粒径优选为1～100μm，更优选为20～80μm。在本专利技术中，所述粉煤灰的密度优选为2.2～2.3g/cm3，更优选为2.24g/cm3。在本发本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种3D打印的砂浆材料，其特征在于，包括以下质量份数的制备原料：2.根据权利要求1所述的砂浆材料，其特征在于，所述矿渣微粉的粒径为1～75μm，所述矿渣微粉的表面积为420～450m2/kg。3.根据权利要求1所述的砂浆材料，其特征在于，所述粉煤灰的密度为2.2～2.3g/cm3；所述粉煤灰的粒径为1～100μm。4.根据权利要求1所述的砂浆材料，其特征在于，所述速凝剂包括碳酸锂速凝剂。5.根据权利要求1所述的砂浆材料，其特征在于，所述早强剂包括三乙醇胺早强剂。6.根据权利要求1所述的砂浆材料，其特征在于，所述可再分散性胶粉包括醋酸乙烯酯与乙烯共聚胶粉。7.根据权利要求1所述的砂浆材料，其特征在于，所述细骨料的粒径为0.35～0.5mm，所述细骨料包括石英砂。8.根据权利要求1所述的砂...

【专利技术属性】
技术研发人员：张超，赵毅，李钢，李瑞华，王嘉伟，李晨辉，
申请(专利权)人：河北盛卓建筑设备制造有限公司，
类型：发明
国别省市：