CN106966625A - 一种用于3d打印的水泥添加剂 - Google Patents

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刘新兵
刘长淼
刘玉林
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    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B40/00—Processes, in general, for influencing or modifying the properties of mortars, concrete or artificial stone compositions, e.g. their setting or hardening ability
    • C04B40/0028—Aspects relating to the mixing step of the mortar preparation
    • C04B40/0039—Premixtures of ingredients
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
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Abstract

本发明公开一种用于3D打印的水泥添加剂，由改性膨润土、表面活性剂、促凝剂、减水剂和水复配而成，改性膨润土、表面活性剂、促凝结、减水剂和水的配比为：50:1～2.5:4～8:2～4:50。改性膨润土是将膨润土自然烘干后进行酸化处理后粉磨得到，表面活性剂为三乙醇胺、二乙醇单异丙醇胺和一乙醇二异丙醇胺中的一种或多种，促凝剂为硫酸铝，减水剂为萘系减水剂、三聚氰胺系减水剂、聚羧酸盐系减水剂、氨基磺酸盐系减水剂和改性木质素磺酸盐系减水剂中的一种或多种。本发明通过引入膨润土，能起到增稠增粘的效果，促凝剂采用硫酸铝，能有效的降低硅酸盐水泥的凝结时间。

Description

一种用于3D打印的水泥添加剂
技术领域
本发明涉及一种用于3D打印的水泥添加剂，属于水泥混凝土添加剂领域。
背景技术
水泥基胶凝材料自发明以来已使用了200多年，借助现有的3D打印技术，可以自动化打印出各式的建筑物。根据水泥生产的国家标准，出厂的水泥初凝不得早于45min，如果要将水泥基材料应用于3D打印，就必须采用一定方法来降低初凝时间。传统的方法是采用促凝剂来加速水泥的凝结，但效果不是很稳定，而且容易造成水泥后期强度降低现象。
发明内容
发明目的：本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种用于3D打印的水泥添加剂，能够满足3D打印对于水泥浆体性能的要求。
为了解决上述技术问题，本发明公开了一种用于3D打印的水泥添加剂，由改性膨润土、表面活性剂、促凝剂、减水剂和水复配而成；所述改性膨润土、表面活性剂、促凝结、减水剂和水的配比为：50:1～2.5:4～8:2～4:50。
其中，所述改性膨润土是将膨润土自然烘干后进行酸化处理后粉磨得到，颗粒细度为100～200目。
其中，所述表面活性剂为三乙醇胺(TEA)、二乙醇单异丙醇胺(DEIPA)和一乙醇二异丙醇胺(EDIPA)中的一种或多种。
其中，所述促凝剂为硫酸铝。
其中，所述减水剂为萘系减水剂、三聚氰胺系减水剂、聚羧酸盐系减水剂、氨基磺酸盐系减水剂和改性木质素磺酸盐系减水剂中的一种或多种。
其中，所述改性膨润土是用10-15％的盐酸溶液或硫酸溶液进行酸化处理，酸溶液与膨润土的质量比为5～8:1，酸化温度为50-80℃，酸化时间为12～24h，酸化时采用磁力搅拌器不断搅拌。
有益效果：
1、膨润土的引入，能起到增稠增粘的效果，对膨润土预先酸化改性处理，能有效提高膨润土的吸附能力。
2、促凝剂采用硫酸铝，能有效的降低硅酸盐水泥的凝结时间。
3、醇胺类表面活性剂能有效改善水泥混凝土流动性，降低需水量。
具体实施方式
实施例1
将膨润土自然烘干后，在10％的盐酸溶液中进行酸化处理，酸化温度为50℃，酸化时间为12h，过滤后烘干粉磨过200目筛，得到改性膨润土；将改性膨润土、三乙醇胺(TEA)、硫酸铝、萘系减水剂和水以份数50:1:4:2:50的比例混合，加入到100份水泥中，机械搅拌混合。
实施例2
将膨润土自然烘干后，在15％的盐酸溶液中进行酸化处理，酸化温度为60℃，酸化时间为18h，过滤后烘干粉磨过150目筛，得到改性膨润土；将改性膨润土、三乙醇胺(TEA)、硫酸铝、三聚氰胺系减水剂和水以份数50:2:6:3:50的比例混合，加入到100份水泥中，机械搅拌混合。
实施例3
将膨润土自然烘干后，在20％的盐酸溶液中进行酸化处理，酸化温度为60℃，酸化时间为24h，过滤后烘干粉磨过150目筛，得到改性膨润土；将改性膨润土、二乙醇单异丙醇胺(DEIPA)、硫酸铝、萘系减水剂和水以份数50:2.5:8:4:50的比例混合，加入到100份水泥中，机械搅拌混合。
实施例4
将膨润土自然烘干后，在15％的硫酸溶液中进行酸化处理，酸化温度为80℃，酸化时间为24h，过滤后烘干粉磨过100目筛，得到改性膨润土；将改性膨润土、三乙醇胺(TEA)、硫酸铝、萘系减水剂和水以份数50:2:6:3:50的比例混合，加入到100份中，机械搅拌混合。
按照GB/T1346-2001中《水泥标准稠度用水量、凝结时间、安定性检验方法》测定实施例1至4的标准稠度用水量和流动性，结果表明标准稠度用水量≤15％，初凝时间≤20min，能满足3D打印对水泥浆体性能的要求。
本发明提供了一种用于3D打印的水泥添加剂的思路及方法，具体实现该技术方案的方法和途径很多，以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。本实施例中未明确的各组成部分均可用现有技术加以实现。

Claims (6)

1.一种用于3D打印的水泥添加剂，其特征在于，由改性膨润土、表面活性剂、促凝剂、减水剂和水复配而成；所述改性膨润土、表面活性剂、促凝结、减水剂和水的配比为：50:1～2.5:4～8:2～4:50。
2.根据权利要求1所述的一种喷射混凝土用添加剂，其特征在于，所述改性膨润土是将膨润土自然烘干后进行酸化处理后粉磨得到，颗粒细度为100～200目。
3.根据权利要求1所述的一种喷射混凝土用添加剂，其特征在于，所述表面活性剂为三乙醇胺(TEA)、二乙醇单异丙醇胺(DEIPA)和一乙醇二异丙醇胺(EDIPA)中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的一种喷射混凝土用添加剂，其特征在于，所述促凝剂为硫酸铝。
5.根据权利要求1所述的一种喷射混凝土用添加剂，其特征在于，所述减水剂为萘系减水剂、三聚氰胺系减水剂、聚羧酸盐系减水剂、氨基磺酸盐系减水剂和改性木质素磺酸盐系减水剂中的一种或多种。
6.根据权利要求2所述的一种喷射混凝土用添加剂，其特征在于，所述改性膨润土是用10-15％的盐酸溶液或硫酸溶液进行酸化处理，酸溶液与膨润土的质量比为5～8:1，酸化温度为50-80℃，酸化时间为12～24h，酸化时采用磁力搅拌器不断搅拌。
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