CN106431050A - 一种3d打印房屋料浆用膨胀缓凝剂 - Google Patents

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余中华
董晓楠
邹阳陈
展庆月
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Abstract

本发明属于建筑材料技术领域，具体的说是涉及一种3D打印房屋料浆用膨胀缓凝剂及其使用方法。一种3D打印房屋料浆用膨胀缓凝剂，按重量份比由下列原料组成：蔗糖30‑60份、三聚磷酸钠15‑35份、糖钙5‑20份、三乙醇胺1‑5份和磷石膏15‑25份。本发明的3D打印房屋料浆用膨胀缓凝剂可延长胶凝材料的初凝时间30‑100min，终凝时间20‑80min；本发明的3D打印房屋料浆用膨胀缓凝剂可降低胶凝材料制品内部温升，可延缓温峰的出现，降低制品温度应力，还可与胶凝材料水化产物发生反应，产生微膨胀，从而明显提高制品的抗裂性；本发明的3D打印房屋料浆用膨胀缓凝剂可节约胶凝材料10‑20％，大幅度降低生产成本。

Description

一种3D打印房屋料浆用膨胀缓凝剂
技术领域
本发明属于建筑材料技术领域，具体的说是涉及一种3D打印房屋料浆用膨胀缓凝剂及其使用方法。
背景技术
3D打印(3DP)即快速成型技术的一种，它是一种以数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术。
3D打印通常是采用数字技术材料打印机来实现的。常在模具制造、工业设计等领域被用于制造模型，后逐渐用于一些产品的直接制造，已经有使用这种技术打印而成的零部件。该技术在珠宝、鞋类、工业设计、建筑、工程和施工(AEC)、汽车，航空航天、牙科和医疗产业、教育、地理信息系统、土木工程、枪支以及其他领域都有所应用。
3D打印建筑是通过3D打印技术建造起来的建筑物，由一个巨型的三维挤出机械构成，挤压头上使用齿轮传动装置来为房屋创建基础和墙壁，直接制造出建筑物，该项目已获得美国宇航局和美国军方的支持和资助。2013年1月，一位荷兰的建筑师就表示他们希望能用3D打印技术建造一栋建筑，该工程预期能在2014年完工。
在3D打印建筑技术中，油墨材料是关键。目前，国内外市场上，普遍将混凝土、水泥、掺入玻璃纤维作为3D打印建筑的油墨材料。且不说玻璃纤维因为其环保问题被一些国家禁止使用，这种技术的精度、效率、成本均要严格核算，所以，目前国内3D打印建筑市场均停留在模型阶段，很难正式投入生产。
因此，对3D打印建筑技术中油墨材料的研究已为大势所趋，尤其是研究开发出一种3D打印房屋料浆用膨胀缓凝剂显得尤为重要。
公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供了提供一种3D打印房屋料浆用膨胀缓凝剂，可根据需要不同程度延长胶凝材料凝结时间，降低水化热和制品温升；在达到相同强度条件下，可减少胶凝材料用量；根据需要调整制品的膨胀率，改善制品性能，提高耐久性。
本发明提供的技术方案为：
一种3D打印房屋料浆用膨胀缓凝剂，按重量份比由下列原料组成：蔗糖30-60份、三聚磷酸钠15-35份、糖钙5-20份、三乙醇胺1-5份和磷石膏15-25份。
作为优选，所述的3D打印房屋料浆用膨胀缓凝剂，按重量份比由下列原料组成：蔗糖50份、三聚磷酸钠20份、糖钙10份、三乙醇胺3份和磷石膏20份。
本发明还提供了所述的3D打印房屋料浆用膨胀缓凝剂的使用方法，在使用时，其与胶凝材料的质量比为0.3-1.0:100。
作为优选，所述的胶凝材料为快硬硫铝酸盐水泥、低碱度硫铝酸盐水泥或高铁硫铝酸盐水泥。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
(1)本发明的3D打印房屋料浆用膨胀缓凝剂可延长胶凝材料的初凝时间30-100min，终凝时间20-80min。
(2)本发明的3D打印房屋料浆用膨胀缓凝剂可降低胶凝材料制品内部温升，还可延缓温峰的出现，进而降低制品温度应力，提高抗裂性。
(3)本发明的3D打印房屋料浆用膨胀缓凝剂可节约胶凝材料10-20％，大幅度降低生产成本。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。
除非另有其它明确表示，否则在整个说明书和权利要求书中，术语“包括”或其变换如“包含”或“包括有”等等将被理解为包括所陈述的元件或组成部分，而并未排除其它元件或其它组成部分。
实施例1：
一种3D打印房屋料浆用膨胀缓凝剂，按重量份比由下列原料组成：蔗糖30份、三聚磷酸钠15份、糖钙5份、三乙醇胺1份和磷石膏15份。
本发明还提供了所述的3D打印房屋料浆用膨胀缓凝剂的使用方法，在使用时，其与胶凝材料的质量比为0.3:100；所述的胶凝材料为快硬硫铝酸盐水泥。
实施例2：
一种3D打印房屋料浆用膨胀缓凝剂，按重量份比由下列原料组成：蔗糖60份、三聚磷酸钠35份、糖钙20份、三乙醇胺5份和磷石膏25份。
本发明还提供了所述的3D打印房屋料浆用膨胀缓凝剂的使用方法，在使用时，其与胶凝材料的质量比为1.0:100；所述的胶凝材料为低碱度硫铝酸盐水泥。
实施例3：
一种3D打印房屋料浆用膨胀缓凝剂，按重量份比由下列原料组成：蔗糖40份、三聚磷酸钠25份、糖钙10份、三乙醇胺3份和磷石膏20份。
本发明还提供了所述的3D打印房屋料浆用膨胀缓凝剂的使用方法，在使用时，其与胶凝材料的质量比为0.7:100；所述的胶凝材料为高铁硫铝酸盐水泥。
实施例4：使用本发明所述的3D打印房屋料浆用膨胀缓凝剂制备出胶凝材料制品的性能测定
将实施例1-3、对照1-3中制备的胶凝材料制品制品采用300KN(WE 30)液压万能试验机(测试仪器为AEC-201型水泥强度试验机)测定其抗压强度和抗折强度，测试结果见表1。
表1使用本发明所述的3D打印房屋料浆用膨胀缓凝剂制备出胶凝材料制品的性能测定
注：对照1-3为分别采用胶凝材料为快硬硫铝酸盐水泥、低碱度硫铝酸盐水泥、高铁硫铝酸盐水泥制备的制品：实施例1-3为加入本发明的3D打印房屋料浆用膨胀缓凝剂制备的制品。
从表1可以看出，使用本发明所述的3D打印房屋料浆用膨胀缓凝剂制备出的制品的抗折强度远高于对照，可明显延长胶凝材料的初凝时间和终凝时间；28d龄期抗压强度和抗折强度、14d限制膨胀率均明显高于对照，在加入本发明所述的3D打印房屋料浆用膨胀缓凝剂可增大限制膨胀率，并促进制品后期强度增长。
实施例5：使用本发明所述的3D打印房屋料浆用膨胀缓凝剂制备出制品的抗冻性测定
5.1试验材料与方法
试验材料使用本发明实施例1-3和对照1-3所制得的制品。
每实施例和对照组各取8块，共计48块样品，参照JG/T 396—2012标准中附录C规定的方法进行抗冻性试验，冻融循环次数为100次。
5.2试验结果与分析
表2使用本发明所述的3D打印房屋料浆用膨胀缓凝剂制备出制品的抗冻性测定
从表2可以看出，使用本发明所述的3D打印房屋料浆用膨胀缓凝剂制备出制品的抗冻性远高于对照。
前述对本发明的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本发明限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本发明的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本发明的范围意在由权利要求书及其等同形式所限定。

Claims (4)

1.一种3D打印房屋料浆用膨胀缓凝剂，其特征在于，按重量份比由下列原料组成：蔗糖30-60份、三聚磷酸钠15-35份、糖钙5-20份、三乙醇胺1-5份和磷石膏15-25份。
2.根据权利要求1所述的3D打印房屋料浆用膨胀缓凝剂，其特征在于，按重量份比由下列原料组成：蔗糖50份、三聚磷酸钠20份、糖钙10份、三乙醇胺3份和磷石膏20份。
3.根据权利要求1或2所述的3D打印房屋料浆用膨胀缓凝剂的使用方法，其特征在于：在使用时，其与胶凝材料的质量比为0.3-1.0:100。
4.根据权利要求3所述的3D打印房屋料浆用膨胀缓凝剂的使用方法，其特征在于：所述的胶凝材料为快硬硫铝酸盐水泥、低碱度硫铝酸盐水泥或高铁硫铝酸盐水泥。
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