【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种原位接枝聚合实现水下3d打印水泥基材料及制备方法,属于建筑材料领域。
技术介绍
1、随着人类活动空间的不断扩展，人类的探索领域上至太空，下至深海，此外，随着人类活动的加剧全球变暖，两极冰川融化，海平面上升，不少陆地变为海洋，因此在海洋中实现建筑开发技术的研究迫在眉睫。国家也因此提出海洋强国战略，加大对海洋资源的开发，包括各种海底隧道，海上钻井平台和人工海岛，海洋防御工事等。常用的建筑材料是水泥混凝土材料，但是水泥混凝土材料是一种通过水泥缓慢水化而硬化的材料，凝结速度慢，硬化前浆体几乎没有强度，难以支撑起结构。同时在水下建筑时由于水的冲刷作用，浆体会不停的流失，最终难以形成强度。传统水下施工方式通常通过建筑围堰后进行排水，从而形成无水或少水的施工环境，然后按照陆地施工方法，进行施工。另一种是使用具有良好密封性的施工机具，把混凝土与水隔离，将水泥混凝土通过管道输送到水下指定部位进行浇筑。但是这两种施工方式目前来说，都施工周期长，难度大，工序繁琐，造价高且存在水下搭建建筑模板的难题。而且一部分工作需要配合水下的专业潜水员来完成，因此对于人身安全也存在很大的挑战。目前，在陆地上建筑中，3d打印建造正在快速发展，且具有免模板，快速建造，节约成本和时间，减少劳动力打印复杂建筑的巨大优势，未来将适用于许多极端环境的建造。因此结合3d打印建造技术，并结合专用的水下建筑材料，或许能够克服目前水下建筑施工存在的难题，以此拓展水下建筑的应用范围。
2、目前对于水下3d打印建筑技术还在探索阶段，国内外目前研究较少，专利cn
技术实现思路
1、技术问题：本专利技术是为了满足未来水下建筑的需求和现有材料的不足而提出一种具有良好的工作性、水下建造性、水下抗分散性、水下稳定性和耐久性的水下快速建造高性能的原位接枝聚合实现水下3d打印水泥基材料及其制备方法。
2、技术方案：一种原位接枝聚合实现水下3d打印水泥基材料，按质量比计，组成为水泥：水：辅助胶凝材料：砂石骨料：减水单体：引发剂：交联剂：促进剂：接枝抗分散组分＝90-100：30-50：0-10：50-200：3-10：0.1-0.5：0-0.5：0-0.01：0.1-0.6；所述的接枝抗分散组分为多糖类水下抗分散剂，所述的引发剂为过硫酸盐类引发剂。
3、所述的减水单体为丙烯酰胺、丙烯酸或丙烯酸盐类水溶性可聚合物单体。
4、所述的引发剂为过硫酸铵、过硫酸钾。
5、所述的交联剂为亚甲基双丙烯酰胺，促进剂为四甲基乙二胺。
6、所述的接枝抗分散组分为纤维素醚、定优胶、黄原胶中的任一种。
7、所述的辅助胶凝材料为硅灰、粉煤灰、矿粉中的任一种。
8、所述的原位接枝聚合实现水下3d打印水泥基材料的制备方法，所述的制备过程为先将除减水单体、交联剂、促进剂和引发剂的其他原料混合均匀，再将减水单体、交联剂和促进剂溶解在一半的水中，将引发剂溶解在另一半水中，将两份溶液混合后倒入混匀的其他原料中搅拌均匀后即可进行打印建造。
9、有益效果：
10、1.单体组分聚合前显示出良好的减水效果，初始流动性好，不存在抗分散剂和减水剂的相容性问题。
11、2.接枝抗分散组分具备良好的水下抗分散性能和使得打印层堆积不垮塌的性能。
12、3.发生接枝聚合后使得浆体快速凝结实现水下稳定性，且凝结时间可调控。
13、4.后期随着水泥水化，形成有机-无机复合三维网络，结构抗折强度高，具有优异的韧性。
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1.一种原位接枝聚合实现水下3D打印水泥基材料，其特征在于，按质量比计，组成为水泥：水：辅助胶凝材料：砂石骨料：减水单体：引发剂：交联剂：促进剂：接枝抗分散组分＝90-100：30-50：0-10：50-200：3-10：0.1-0.5：0-0.5：0-0.01：0.1-0.6；所述的接枝抗分散组分为多糖类水下抗分散剂，所述的引发剂为过硫酸盐类引发剂。
2.根据权利要求1所述的原位接枝聚合实现水下3D打印水泥基材料，其特征在于，所述的减水单体为丙烯酰胺、丙烯酸或丙烯酸盐类水溶性可聚合物单体。
3.根据权利要求1所述的原位接枝聚合实现水下3D打印水泥基材料，其特征在于，所述的引发剂为过硫酸铵、过硫酸钾。
4.根据权利要求1所述的原位接枝聚合实现水下3D打印水泥基材料，其特征在于，所述的交联剂为亚甲基双丙烯酰胺，促进剂为四甲基乙二胺。
5.根据权利要求1所述的原位接枝聚合实现水下3D打印水泥基材料，其特征在于，所述的接枝抗分散组分为纤维素醚、定优胶、黄原胶中的任一种。
6.根据权利要求1所述的原位接枝聚合实现水下3D打印水泥
7.根据权利要求1～6任一所述的原位接枝聚合实现水下3D打印水泥基材料的制备方法，其特征在于，所述的制备过程为先将除减水单体、交联剂、促进剂和引发剂的其他原料混合均匀，再将减水单体、交联剂和促进剂溶解在一半的水中，将引发剂溶解在另一半水中，将两份溶液混合后倒入混匀的其他原料中搅拌均匀后即可进行打印建造。
...【技术特征摘要】
1.一种原位接枝聚合实现水下3d打印水泥基材料，其特征在于，按质量比计，组成为水泥：水：辅助胶凝材料：砂石骨料：减水单体：引发剂：交联剂：促进剂：接枝抗分散组分＝90-100：30-50：0-10：50-200：3-10：0.1-0.5：0-0.5：0-0.01：0.1-0.6；所述的接枝抗分散组分为多糖类水下抗分散剂，所述的引发剂为过硫酸盐类引发剂。
2.根据权利要求1所述的原位接枝聚合实现水下3d打印水泥基材料，其特征在于，所述的减水单体为丙烯酰胺、丙烯酸或丙烯酸盐类水溶性可聚合物单体。
3.根据权利要求1所述的原位接枝聚合实现水下3d打印水泥基材料，其特征在于，所述的引发剂为过硫酸铵、过硫酸钾。
4.根据权利要求1所述的原位接枝聚合实现水下3...
【专利技术属性】
技术研发人员：冯攀，邵丽静，刘琪，刘明星，陈晨，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：
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