【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于建筑材料，具体涉及一种水下3d打印的混凝土浆体及施工方法。
技术介绍
1、目前海洋环境下的基础设施建设近年来发展迅速，但在施工时海洋工程条件下存在环境复杂、危险性较大、模板架设困难等问题。现如今3d打印技术因为具有免模施工、机械作业和增材质自制等优势，已成为了智慧建造技术，所以3d打印混凝技术在水下服役结构物的基础建造及修复加固方面有显著的应用前景。
2、现如今社会的快速发展，海洋环境也被人类所染指，海洋中存在着大量的垃圾。海洋垃圾主要是指海洋和海岸环境中具持久性的、人造的或经加工的固体废弃物，海洋垃圾影响海洋景观，威胁航行安全，并对海洋生态系的健康产生影响，进而对海洋经济产生负面效应。这些海洋垃圾一部分停留在海滩上，一部分可漂浮在海面或沉入海底。
3、海洋垃圾分为海面漂浮垃圾、海滩垃圾、海底垃圾，监测结果表明，在这三处的垃圾中塑料泡沫类的占比都为最大，几乎占了海洋垃圾的一半以上，严重影响着海洋环境。若能将此类垃圾消解或回收利用，能够极大的改善海洋环境，造福海洋环境。
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种水下3d打印的混凝土浆体及施工方法。
2、为达到上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
3、一种水下3d打印的混凝土浆体，所述浆体包括主料、辅料及回收料，按重量份数计，所述主料由100-120份水泥、15-30份硅灰、10-15份珊瑚砂、8-12份石英砂、35-40份水组成；所述辅料由减水剂1-2.5
4、进一步地，所述水胶比为0.24-0.35，1-2％抗分散剂，1-2％减水剂掺量，水的ph值小于12。
5、进一步地，所述水泥为硅酸盐水泥，所述sio2在水泥中占比84-88％，fe2o3在水泥中占比1-2.5％，平均粒径为0.25-0.4μm。
6、进一步地，所述硅灰的平均粒径为0.16-0.20μm，石英砂的粒径为0.215-0.463μm，表观密度2.650g/cm3，堆积密度1.538g/cm3。
7、进一步地，所述减水剂为聚羧酸高性能减水剂，所述纤维素为甲基纤维素。
8、进一步地，包括一种3d打印的混凝土浆体的施工方法，
9、s1、将海洋回收塑料体洗净后，晒干去除表面水分，而后高温加热至粘稠状；
10、s2、将水泥、硅灰、抗分散剂、磨细后的珊瑚砂和石英砂，而后加入水、减水剂、纤维素、植物胶，得混料；
11、s3、将粘稠状的回收塑料体倒入混料中，混匀得混凝土浆体；
12、s4、将绘制好的打印路径文件导入3d打印机的控制软件中，将步骤s3中混凝土浆体倒入3d打印机的搅拌筒内，操作打印机控制软件开始打印；
13、s5、在水下进行3d打印后，并在水中养护至成型
14、进一步地，所述打印机的喷嘴行进速度为10-50mm/s，旋转速度为2-12rad/s、打印高度为20-30mm。
15、进一步地，步骤s2中，水泥、硅灰、抗分散剂、磨细后的珊瑚砂和石英砂在搅拌机中进行低速搅拌，搅拌时间3-5分钟；加入水、减水剂、纤维素、植物胶后先低速搅拌5-7分钟后，加入加热好的回收塑料体提速再搅拌5-10分钟。
16、进一步地，所述水泥、硅灰、抗分散剂、珊瑚砂和石英砂的低速搅拌速率为30-70rpm/min，水、减水剂、纤维素、植物胶的低速搅拌速率为30-70rpm/min，高速搅拌速率为200-300rpm/min。
17、进一步地，所述海洋回收塑料体的加热温度为250-300摄氏度。
18、本申请中水泥作为混凝土浆体的主要原料，本申请采用的水泥中sio2含量保持在适宜的区间，可使得成品混凝土浆体的稳定性和流动性保持相对平衡，若水泥中的sio2含量过高，则会对水泥的硬化时间和强度产生影响，若水泥中sio2含量过低则会影响水泥的质量，导致水泥的强度和稳定性不足。
19、本申请中的硅灰为0.16-0.20μm，硅灰的颗粒粒径较小，则比表面积较大当在混凝土砂浆中掺入硅灰后，其较大的表面积能够吸附更多的水分子，从而降低浆体的流动性，而且硅灰颗粒活性较高，掺入硅灰可以对原混凝土浆体中水泥颗粒之间的空隙进行填充，并与游离的cao发生化学反应，从而明显改善3d打印浆体的工作性，并提高混凝土3d打印试件的前期强度，改善其各项力学性能指标。
20、本申请中使用减水剂，其具有优良的降黏性能，工作原理为减水剂表面带有负电荷，水泥颗粒在斥力的作用下分散，包裹在水泥颗粒中的水分被释放，从而提高了混凝土的流动性。
21、本申请中的抗分散剂是水下抗分散混凝土最关键的外加剂，能增加混凝土的黏度，从而使新拌混凝土浆体在水下起到不分散、不离析的效果。
22、本申请中利用珊瑚砂取代天然河砂进行混凝土的配合比设计，可以对增加成品混凝土浆体的抗压强度、劈裂抗拉强度；珊瑚砂混凝土的干燥收缩性能、早期抗开裂性能、抗氯离子渗透性以及抗碳化性均要好于河砂混凝土，而且珊瑚砂由于其凸凹多孔，使得其界面过渡区的黏结力要大于河砂混凝土，这极大改善了其界面的结构性能。
23、本申请中的植物胶具有黏着性、凝胶性和稳定性等特性，可以增加水下混凝土浆体的粘合性，减小其开裂的可能性。
24、本申请中的纤维素是一种非离子纤维素醚，它是通过醚化在纤维素中引入甲基而制成的，可以用作水泥、灰浆、接缝胶泥等的混合剂。
25、本申请中的海洋回收塑料体加热至263～300℃时会发生胶凝作用，其呈粘稠状对主料和辅料的混合物质进行包裹，使其得到一定的紧固性。
26、本专利技术的有益效果在于：
27、1、本专利技术的水下3d打印混凝土浆体既可以满足打印时的流动性，也具有符合抗分散性的要求，而且将海洋垃圾回收材料与申请的物质相结合，可以在不影响本专利技术产品的实用性的前提下，也能消耗此类物质，有助于环保。
28、2、本专利技术通过水下3d打印混凝土试验，提出了水下3d打印混凝土的配合比设计思路，探明了水下3d打印混凝土配合比设计的关键影响因素。
29、3、本专利技术的水下3d打印混凝土原材料及价格便宜，具有很好的经济性，适用于工业应用。
30、本专利技术的其他优点、目标和特征将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上对本领域技术人员而言是显而易见的，或者本领域技术人员可以从本专利技术的实践中得到教导。本专利技术的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种水下3D打印的混凝土浆体，其特征在于：所述浆体包括主料、辅料及回收料，按重量份数计，所述主料由100-120份水泥、15-30份硅灰、10-15份珊瑚砂、8-12份石英砂、35-40份水组成；所述辅料由减水剂1-2.5份、抗分散剂1-1.5份、纤维素0.5-1份、植物胶0.8-1.5份组成；所述回收料为海洋回收塑料体，包括聚对苯二甲酸二醇酯和/或聚苯乙烯和/或聚丙烯和/或聚乙烯20-35份。
2.根据权利要求1所述的一种水下3D打印的混凝土浆体，其特征在于：所述水胶比为0.24-0.35，1-2％抗分散剂，1-2％减水剂掺量，水的pH值小于12。
3.根据权利要求1所述的一种水下3D打印的混凝土浆体，其特征在于：所述水泥为硅酸盐水泥，所述SiO2在水泥中占比84-88％，Fe2O3在水泥中占比1-2.5％，平均粒径为0.25-0.4μm。
4.根据权利要求1所述的一种水下3D打印的混凝土浆体，其特征在于：所述硅灰的平均粒径为0.16-0.20μm，石英砂的粒径为0.215-0.463μm，表观密度2.650g/cm3，堆积密度1.538
5.根据权利要求1所述的一种水下3D打印的混凝土浆体，其特征在于：所述减水剂为聚羧酸高性能减水剂，所述纤维素为甲基纤维素。
6.根据权利要求1所述的一种水下3D打印的混凝土浆体，包括一种3D打印的混凝土浆体的施工方法，其特征在于：
7.根据权利要求6所述的一种3D打印的混凝土浆体的施工方法，其特征在于：所述打印机的喷嘴行进速度为10-50mm/s，旋转速度为2-12rad/s，打印高度为20-30mm。
8.根据权利要求1所述的一种3D打印的混凝土浆体的施工方法，其特征在于：步骤S2中，水泥、硅灰、抗分散剂、磨细后的珊瑚砂和石英砂在搅拌机中进行低速搅拌，搅拌时间3-5分钟；加入水、减水剂、纤维素、植物胶后先低速搅拌5-7分钟后，加入加热好的回收塑料体提速再搅拌5-10分钟。
9.根据权利要求8所述的一种3D打印的混凝土浆体的施工方法，其特征在于：所述水泥、硅灰、抗分散剂、珊瑚砂和石英砂的低速搅拌速率为30-70rpm/min，水、减水剂、纤维素、植物胶的低速搅拌速率为30-70rpm/min，高速搅拌速率为200-300rpm/min。
10.根据权利要求8所述的一种3D打印的混凝土浆体的施工方法，其特征在于：所述海洋回收塑料体的加热温度为250-300摄氏度。
...【技术特征摘要】
1.一种水下3d打印的混凝土浆体，其特征在于：所述浆体包括主料、辅料及回收料，按重量份数计，所述主料由100-120份水泥、15-30份硅灰、10-15份珊瑚砂、8-12份石英砂、35-40份水组成；所述辅料由减水剂1-2.5份、抗分散剂1-1.5份、纤维素0.5-1份、植物胶0.8-1.5份组成；所述回收料为海洋回收塑料体，包括聚对苯二甲酸二醇酯和/或聚苯乙烯和/或聚丙烯和/或聚乙烯20-35份。
2.根据权利要求1所述的一种水下3d打印的混凝土浆体，其特征在于：所述水胶比为0.24-0.35，1-2％抗分散剂，1-2％减水剂掺量，水的ph值小于12。
3.根据权利要求1所述的一种水下3d打印的混凝土浆体，其特征在于：所述水泥为硅酸盐水泥，所述sio2在水泥中占比84-88％，fe2o3在水泥中占比1-2.5％，平均粒径为0.25-0.4μm。
4.根据权利要求1所述的一种水下3d打印的混凝土浆体，其特征在于：所述硅灰的平均粒径为0.16-0.20μm，石英砂的粒径为0.215-0.463μm，表观密度2.650g/cm3，堆积密度1.538g/cm3。
5.根据权利要求1所述的一种水下3d打印的混凝土浆体，其特征...
【专利技术属性】
技术研发人员：王庆伟，韩松，李子昂，刘奇，杨智淳，冯善景，李文祺，吕素宁，王扬浩，
申请(专利权)人：北京交通大学，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。