CN108059417A - 一种流变性好的3d打印砂浆的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种流变性好的3D打印砂浆的制备方法，包括如下步骤：按重量份将50‑80份硫铝酸盐水泥、20‑40份硅酸盐水泥、25‑35份废弃建筑材料、5‑15份预处理碳酸钙、2‑8份沸石粉、1‑3份生石灰、2‑8份聚酰胺纤维混合均匀，得到预混水泥；将0.1‑0.6份减水剂、0.1‑0.6份消泡剂、1‑2份增稠剂分散在20‑40份水中，加入预混水泥搅拌均匀，得到流变性好的3D打印砂浆。预处理碳酸钙采用如下工艺制备：将硫酸化油酸钠、硬脂酸、水混合，在温度85‑92℃搅拌，搅拌速度为1200‑1300r/min，加入纳米碳酸钙继续搅拌，脱水，干燥，粉碎，得到预处理碳酸钙。

Description

一种流变性好的3D打印砂浆的制备方法
技术领域
本发明涉及3D打印技术领域，尤其涉及一种流变性好的3D打印砂浆的制备方法。
背景技术
3D打印技术是近30年来得到广泛关注和迅速发展的一种新型的材料制备技术。它以数字化模型为基础，运用可粘合材料，通过逐层打印的方式构造物体，由于其在制造工艺方而的创新被认为是“第三次工业革命的重要生产工具”。
3D打印技术可应用于建筑领域，目前为满足3D打印的需要，打印砂浆必须具备良好的流变性，亟待解决。
发明内容
基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种流变性好的3D打印砂浆的制备方法，所得3D打印砂浆不仅流动性好，降低打印难度，防止物料均一性差造成的干裂和空鼓等现象，而且具有优良的力学性能，相互间粘结性能好，易于施工，同时砂浆成型后，固化速度快，适用于3D建筑打印。
本发明提出的一种流变性好的3D打印砂浆的制备方法，包括如下步骤：
S1、按重量份将50-80份硫铝酸盐水泥、20-40份硅酸盐水泥、25-35份废弃建筑材料、5-15份预处理碳酸钙、2-8份沸石粉、1-3份生石灰、2-8份聚酰胺纤维混合均匀，得到预混水泥；
S2、将0.1-0.6份减水剂、0.1-0.6份消泡剂、1-2份增稠剂分散在20-40份水中，加入预混水泥搅拌均匀，得到流变性好的3D打印砂浆。
优选地，在S2中，减水剂为木质素磺酸钙。
优选地，在S2中，消泡剂为硅聚醚消泡剂。
优选地，在S2中，增稠剂为羧甲基纤维素钠。
优选地，在S1中，预处理碳酸钙的原料按重量份包括：硫酸化油酸钠4-8份，硬脂酸1-2份，纳米碳酸钙20-30份，水80-90份。
优选地，在S1中，预处理碳酸钙采用如下工艺制备：将硫酸化油酸钠、硬脂酸、水混合，在温度85-92℃搅拌，搅拌速度为1200-1300r/min，加入纳米碳酸钙继续搅拌，脱水，干燥，粉碎，得到预处理碳酸钙。
优选地，在S1中，预处理碳酸钙、硫铝酸盐水泥、硅酸盐水泥的重量比为8-12：60-68：32-36。
优选地，在S1中，预处理碳酸钙采用如下工艺制备：按重量份将4-8份硫酸化油酸钠、1-2份硬脂酸、80-90份水混合，在温度85-92℃搅拌5-12min，搅拌速度为1200-1300r/min，加入20-30份纳米碳酸钙继续搅拌20-40min，脱水，在温度105-115℃干燥至恒重，粉碎，得到预处理碳酸钙。
本发明以硫铝酸盐水泥、硅酸盐水泥与预处理碳酸钙、废弃建筑材料、沸石粉、生石灰、聚酰胺纤维为主要原料，协同配合作用，不仅流动性好，且相互间粘结性能好，易于施工，利于工期的顺利进行，其中加入的废弃建筑材料，废弃物重新利用，不仅环境友好，成本低廉，且还具有连接的作用，增加与硫铝酸盐水泥、硅酸盐水泥一体性，降低打印难度，防止物料均一性差造成的干裂和空鼓等现象。在预处理碳酸钙中，纳米碳酸钙在硬脂酸的配合下与硫酸化油酸钠复配，可综合两者的优点，一方面烷基链可赋予纳米碳酸钙疏水特性，另一方面硫酸化油酸钠中带负电荷的硫酸根离子接枝在纳米碳酸钙表面相互排斥，阻止碳酸钙粒子间团聚，预处理碳酸钙与其他原料复配，合理控制各原料间配比，可有效增强成品流动性，且粘结程度高，便于3D打印的顺利进行，加入的木质素磺酸钙可增加亲和性，使用水量减少，硅聚醚消泡剂、纤维素醚增稠剂可再生乳胶粉具有粘结功能，并增加固化制品表面强度。
本发明所得3D打印砂浆流动性好，具有优良的力学性能，其28d抗压强度达到60MPa以上，极限应变可达2.8％，抗拉强度达到12MPa以上，并且砂浆成型后，固化速度快，适用于3D建筑打印。
具体实施方式
下面，通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。
实施例1
一种流变性好的3D打印砂浆的制备方法，包括如下步骤：
S1、将50g硫铝酸盐水泥、40g硅酸盐水泥、25g废弃建筑材料、15g预处理碳酸钙、2g沸石粉、3g生石灰、2g聚酰胺纤维混合均匀，得到预混水泥；
预处理碳酸钙采用如下工艺制备：将8g硫酸化油酸钠、1g硬脂酸、90g水混合，在温度85℃搅拌12min，搅拌速度为1200r/min，加入30g纳米碳酸钙继续搅拌20min，脱水，在温度115℃干燥至恒重，粉碎，得到预处理碳酸钙；
S2、将0.1g木质素磺酸钙、0.6g硅聚醚消泡剂、1g羧甲基纤维素钠分散在40g水中，加入预混水泥搅拌均匀，得到流变性好的3D打印砂浆。
实施例2
一种流变性好的3D打印砂浆的制备方法，包括如下步骤：
S1、将80g硫铝酸盐水泥、20g硅酸盐水泥、35g废弃建筑材料、5g预处理碳酸钙、8g沸石粉、1g生石灰、8g聚酰胺纤维混合均匀，得到预混水泥；
预处理碳酸钙采用如下工艺制备：将4g硫酸化油酸钠、2g硬脂酸、80g水混合，在温度92℃搅拌5min，搅拌速度为1300r/min，加入20g纳米碳酸钙继续搅拌40min，脱水，在温度105℃干燥至恒重，粉碎，得到预处理碳酸钙；
S2、将0.6g木质素磺酸钙、0.1g硅聚醚消泡剂、2g羧甲基纤维素钠分散在20g水中，加入预混水泥搅拌均匀，得到流变性好的3D打印砂浆。
实施例3
一种流变性好的3D打印砂浆的制备方法，包括如下步骤：
S1、将68g硫铝酸盐水泥、32g硅酸盐水泥、32g废弃建筑材料、8g预处理碳酸钙、6g沸石粉、1.5g生石灰、6g聚酰胺纤维混合均匀，得到预混水泥；
预处理碳酸钙采用如下工艺制备：将5g硫酸化油酸钠、1.8g硬脂酸、82g水混合，在温度90℃搅拌6min，搅拌速度为1280r/min，加入22g纳米碳酸钙继续搅拌35min，脱水，在温度108℃干燥至恒重，粉碎，得到预处理碳酸钙；
S2、将0.4g木质素磺酸钙、0.3g硅聚醚消泡剂、1.8g羧甲基纤维素钠分散在25g水中，加入预混水泥搅拌均匀，得到流变性好的3D打印砂浆。
实施例4
一种流变性好的3D打印砂浆的制备方法，包括如下步骤：
S1、将60g硫铝酸盐水泥、36g硅酸盐水泥、28g废弃建筑材料、12g预处理碳酸钙、4g沸石粉、2.5g生石灰、4g聚酰胺纤维混合均匀，得到预混水泥；
预处理碳酸钙采用如下工艺制备：将7g硫酸化油酸钠、1.2g硬脂酸、88g水混合，在温度88℃搅拌10min，搅拌速度为1220r/min，加入28g纳米碳酸钙继续搅拌25min，脱水，在温度112℃干燥至恒重，粉碎，得到预处理碳酸钙；
S2、将0.2g木质素磺酸钙、0.5g硅聚醚消泡剂、1.2g羧甲基纤维素钠分散在35g水中，加入预混水泥搅拌均匀，得到流变性好的3D打印砂浆。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种流变性好的3D打印砂浆的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、按重量份将50-80份硫铝酸盐水泥、20-40份硅酸盐水泥、25-35份废弃建筑材料、5-15份预处理碳酸钙、2-8份沸石粉、1-3份生石灰、2-8份聚酰胺纤维混合均匀，得到预混水泥；
S2、将0.1-0.6份减水剂、0.1-0.6份消泡剂、1-2份增稠剂分散在20-40份水中，加入预混水泥搅拌均匀，得到流变性好的3D打印砂浆。
2.根据权利要求1所述的流变性好的3D打印砂浆的制备方法，其特征在于，在S2中，减水剂为木质素磺酸钙。
3.根据权利要求1或2所述的流变性好的3D打印砂浆的制备方法，其特征在于，在S2中，消泡剂为硅聚醚消泡剂。
4.根据权利要求1-3任一项所述的流变性好的3D打印砂浆的制备方法，其特征在于，在S2中，增稠剂为羧甲基纤维素钠。
5.根据权利要求1-4任一项所述的流变性好的3D打印砂浆的制备方法，其特征在于，在S1中，预处理碳酸钙的原料按重量份包括：硫酸化油酸钠4-8份，硬脂酸1-2份，纳米碳酸钙20-30份，水80-90份。
6.根据权利要求5所述的流变性好的3D打印砂浆的制备方法，其特征在于，在S1中，预处理碳酸钙采用如下工艺制备：将硫酸化油酸钠、硬脂酸、水混合，在温度85-92℃搅拌，搅拌速度为1200-1300r/min，加入纳米碳酸钙继续搅拌，脱水，干燥，粉碎，得到预处理碳酸钙。
7.根据权利要求1-6任一项所述的流变性好的3D打印砂浆的制备方法，其特征在于，在S1中，预处理碳酸钙、硫铝酸盐水泥、硅酸盐水泥的重量比为8-12：60-68：32-36。
8.根据权利要求6所述的流变性好的3D打印砂浆的制备方法，其特征在于，在S1中，预处理碳酸钙采用如下工艺制备：按重量份将4-8份硫酸化油酸钠、1-2份硬脂酸、80-90份水混合，在温度85-92℃搅拌5-12min，搅拌速度为1200-1300r/min，加入20-30份纳米碳酸钙继续搅拌20-40min，脱水，在温度105-115℃干燥至恒重，粉碎，得到预处理碳酸钙。
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