CN108609984A - 基于3d打印技术制备尾矿砂蒸压加气混凝土试件的方法 - Google Patents

基于3d打印技术制备尾矿砂蒸压加气混凝土试件的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN108609984A
CN108609984A CN201810431745.1A CN201810431745A CN108609984A CN 108609984 A CN108609984 A CN 108609984A CN 201810431745 A CN201810431745 A CN 201810431745A CN 108609984 A CN108609984 A CN 108609984A
Authority
CN
China
Prior art keywords
tailings sand
steam
pressing aero
concrete
test specimen
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201810431745.1A
Other languages
English (en)
Inventor
徐超
陈有亮
刘冠麟
李粤
李玉成
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
University of Shanghai for Science and Technology
Original Assignee
University of Shanghai for Science and Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by University of Shanghai for Science and Technology filed Critical University of Shanghai for Science and Technology
Priority to CN201810431745.1A priority Critical patent/CN108609984A/zh
Publication of CN108609984A publication Critical patent/CN108609984A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • 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
    • C04B28/00—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
    • C04B28/14—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing calcium sulfate cements
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
    • B33Y10/00—Processes of additive manufacturing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
    • B33Y70/00—Materials specially adapted for additive manufacturing
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • 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
    • C04B2111/00—Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
    • C04B2111/00034—Physico-chemical characteristics of the mixtures
    • C04B2111/00181—Mixtures specially adapted for three-dimensional printing (3DP), stereo-lithography or prototyping
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • 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
    • C04B2111/00—Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
    • C04B2111/40—Porous or lightweight materials

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)

Abstract

本发明涉及一种基于3D打印技术制备尾矿砂蒸压加气混凝土试件的方法，包括尾矿砂蒸压加气混凝土复合材料的配制和采用3D打印制备尾矿砂蒸压加气混凝土的方法，所述尾矿砂蒸压加气混凝土材料配制，其尾矿砂蒸压加气混凝土配合比，由尾矿砂：418份；水泥：153份；石灰：95份；石膏：24份；45℃温水：412份；铝粉：1份质量份数的组份组成；采用3D打印制备尾矿砂蒸压加气混凝土的方法，其步骤为：建模、装载材料、打印、蒸压养护。本发明将3D技术运用于制备尾矿砂蒸汽加气混凝土试件成型，能够自动化高精度生产尾矿砂蒸汽加气混凝土试件，减少环境污染。

Description

基于3D打印技术制备尾矿砂蒸压加气混凝土试件的方法
技术领域
本发明涉及一种制作混凝土试件的方法，具体是一种基于3D打印技术制备尾矿砂蒸压加气混凝土试件的方法。
背景技术
尾矿是由矿山开采经过选取有用成分后排放的废弃物。随着经济技术的快速发展，对矿山的开采规模随之加大，大量的尾矿砂不仅占用大量土地，破坏生态环境，而且排放出的重金属等有害物质进入水土中影响人民身体健康。目前主要通过加高河堤、规范排放等措施减少污染，但这治标不治本，留下长期隐患。为实现矿山的“无尾”或者“少尾”，减少尾矿的污染危害，国内外研究者针对尾矿砂展开了大量研究，将尾矿砂作为细集料配置蒸压加气混凝土砌块、板等试件，实现尾矿砂资源化再利用，变废为宝。目前对尾矿砂制备成蒸压加气混凝土试件存在两个问题：
1.蒸压加气混凝土试件制备工艺流程复杂，传统生产工艺的自动化程度很低，费时费力，导致尾矿砂利用率低下。
2.蒸压加气混凝土试件生产必须严格遵守国家标准，不应使用破裂、不规整和表面污染的加气混凝土，同时要求严格控制好尾矿砂蒸压加气混凝土试件的含水率。生产中某一道工序或某一个过程失误，均会造成试件尺寸缺陷。传统的生产工艺一定程度上影响了蒸压加气混凝土试件内在材料的均匀性，降低了试件的力学性能。
因此，迫切需求一种自动化高精度制备尾矿砂蒸压加气混凝土的方法。3D打印技术被称为“快速成型技术”，是一种以计算机图形文件为基础，对材料逐层累加堆积成型的三维结构型加工方式。随着3D技术的发展和改进，目前已具有亚微米级的三轴移动精度，微米级的激光喷头，能够打印层厚只有 1 ～ 10 μm 的微型结构。
发明内容
本发明是要提供一种基于3D打印技术制备尾矿砂蒸压加气混凝土试件的方法，其目的在于将3D技术运用于尾矿砂资源再利用，实现自动化高精度生产制备尾矿砂蒸压加气混凝土试件。
为实现上述目的，本发明的技术方案是：一种基于3D打印技术制备尾矿砂蒸压加气混凝土试件的方法，包括尾矿砂蒸压加气混凝土复合材料配制和采用3D打印尾矿砂蒸压加气混凝土试件的方法，其特点是：
所述尾矿砂蒸压加气混凝土复合材料配制，其矿砂蒸压加气混凝土配合比，由如下质量份数的组份组成：
尾矿砂：418份；水泥：153份；石灰：95份；石膏：24份；45℃温水：412份；铝粉：1份；
所述采用3D打印尾矿砂蒸压加气混凝土试件的方法，包括以下步骤：
步骤一：建模
使用UG软件创建尾矿砂蒸压加气混凝土试件模型（图1），模型尺寸为长×宽×高=160mm×40mm×40mm，利用MakerBot分层软件对三维的数字模型按照一定的厚度进行分层切片,将建的模型导出到SD卡中；
步骤二：装载材料
加入按尾矿砂蒸压加气混凝土配合比的尾矿砂、水泥、石灰、石膏到搅拌锅中，在公转62±5r/min，自转140±5r/min的条件下干搅1～2分钟至均匀，并将铝粉加入50℃温水制备成为铝粉悬浮液，将铝粉悬浮液按所述的比例加入搅拌锅，在公转125±10r/min，自转285±10r/min的条件下搅拌2～3分钟，使用导管将配好的物料加入3D打印机的支撑架；
步骤三：打印
在打印机中选择要打印的模型并打印；
步骤四：蒸压养护
将打印的试件放进50℃烘箱静停养护4 h,再采用工业蒸压釜进行养护，蒸养养护条件为压力1.25 MPa、温度185℃、时间12 h，蒸压完成后烘干得到成品。
进一步的，所述的尾矿砂为磨细至80μm小于10%，以SiO2、Al2O3、Fe2O3为主要化合物的尾矿砂。
进一步的，所述的水泥为强度等级42.5级的硅酸盐水泥。
进一步的，所述的石灰为中速消化石灰，以CaO为主要化学成分的石灰。
进一步的，所述的石膏为以CaO、SiO2、SO3为主要化学成分的石膏。
进一步的，所述的铝粉为W-201C乳液型铝粉膏，发气时间小于20min，40℃发气量为1.4L/g的铝粉。
本发明的有益效果是：
1．自动化。传统的制备方法费时费力，制备效率低，3D打印技术基本实现了自动化，一定程度上提高了效率。
2．精度高。利用3D打印技术能准确的制备尾矿砂蒸压加气混凝土的规格，保证试件表面平整，同时能够使原材料在试件中均匀分散，保证试件的同一性，大大提高了其力学性能。
附图说明
图1是尾矿砂蒸压加气混凝土模型概念图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作更进一步的说明。
本发明提供了一种尾矿砂蒸压加气混凝土复合材料配合比，由如下质量份数的组份组成：
尾矿砂 418份；
水泥 153份；
石灰 95份；
石膏 24份；
45℃温水 412份；
铝粉 1份。
优选的，尾矿砂为磨细至80μm小于10%，以SiO2、Al2O3、Fe2O3为主要化合物的尾矿砂。
优选的，水泥为强度等级42.5级的硅酸盐水泥。
优选的，石灰为中速消化石灰，以CaO为主要化学成分的石灰。
优选的，石膏为以CaO、SiO2、SO3为主要化学成分的石膏。
优选的，铝粉为W-201C乳液型铝粉膏，发气时间小于20min，40℃发气量为1.4L/g的铝粉。
本发明提供了采用3D打印尾矿砂蒸压加气混凝土试件的方法，包括如下步骤：
步骤一：建模
使用UG软件创建尾矿砂蒸压加气混凝土试件模型（图1），模型尺寸为长L×宽b×高h=160mm×40mm×40mm，利用MakerBot分层软件对三维的数字模型按照一定的厚度进行分层切片,将建的模型导出到SD卡中。
步骤二：装载材料
加入按尾矿砂蒸压加气混凝土配合比的尾矿砂、水泥、石灰、石膏到搅拌锅中，在公转62±5r/min，自转140±5r/min的条件下干搅1～2分钟至均匀，并将铝粉加入50℃温水制备成为铝粉悬浮液，将铝粉悬浮液按所述的比例加入搅拌锅，在公转125±10r/min，自转285±10r/min的条件下搅拌2～3分钟，使用导管将配好的物料加入3D打印机的支撑架。
步骤三：打印
在打印机中选择模型并打印。
步骤四：蒸压养护
将打印的试件放进50℃烘箱静停养护4 h,再采用工业蒸压釜进行养护，蒸养养护条件为压力1.25 MPa、温度185℃、时间12 h。蒸压完成后烘干得到成品。

Claims (6)

1.一种基于3D打印技术制备尾矿砂蒸压加气混凝土试件的方法，包括尾矿砂蒸压加气混凝土复合材料的配制和采用3D打印制备尾矿砂蒸压加气混凝土的方法，其特征在于：
所述尾矿砂蒸压加气混凝土复合材料配制，其尾矿砂蒸压加气混凝土配合比，由如下质量份数的组份组成：
尾矿砂：418份；水泥：153份；石灰：95份；石膏：24份；45℃温水：412份；铝粉：1份；
所述采用3D打印尾矿砂蒸压加气混凝土试件的方法，包括以下步骤：
步骤一：建模
使用UG软件创建尾矿砂蒸压加气混凝土试件模型，模型尺寸为长×宽×高=160mm×40mm×40mm，利用MakerBot分层软件对三维的数字模型按照一定的厚度进行分层切片,将所建的尾矿砂蒸压加气混凝土试件模型导出到SD卡中；
步骤二：装载材料
加入按尾矿砂蒸压加气混凝土配合比的尾矿砂、水泥、石灰、石膏到搅拌锅中，在公转62±5r/min，自转140±5r/min的条件下干搅1～2分钟至均匀，并将铝粉加入50℃温水制备成为铝粉悬浮液，将铝粉悬浮液按所述的比例加入搅拌锅，在公转125±10r/min，自转285±10r/min的条件下搅拌2～3分钟，使用导管将配好的物料加入3D打印机的支撑架；
步骤三：打印
在打印机中选择要打印的模型并打印；
步骤四：蒸压养护
将打印好的模型试件放进50℃烘箱静停养护4 h,再采用工业蒸压釜进行养护，蒸养养护条件为压力1.25 MPa、温度185℃、时间12 h，蒸压完成后烘干得到成品。
2.根据权利要求1所述的基于3D打印技术制备尾矿砂蒸压加气混凝土试件的方法，其特征在于：所述的尾矿砂为磨细至80μm小于10%，以SiO2、Al2O3、Fe2O3为化合物的尾矿砂。
3.根据权利要求1所述的基于3D打印技术制备尾矿砂蒸压加气混凝土试件的方法，其特征在于：所述的水泥为强度等级42.5级的硅酸盐水泥。
4.根据权利要求1所述的基于3D打印技术制备尾矿砂蒸压加气混凝土试件的方法：所述的石灰为中速消化石灰，以CaO为主要化学成分的石灰。
5.根据权利要求1所述的基于3D打印技术制备尾矿砂蒸压加气混凝土试件的方法：所述的石膏为以CaO、SiO2、SO3为主要化学成分的石膏。
6.根据权利要求1所述的基于3D打印技术制备尾矿砂蒸压加气混凝土试件的方法：所述的铝粉为W-201C乳液型铝粉膏，发气时间小于20min，40℃发气量为1.4L/g的铝粉。
CN201810431745.1A 2018-05-08 2018-05-08 基于3d打印技术制备尾矿砂蒸压加气混凝土试件的方法 Pending CN108609984A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810431745.1A CN108609984A (zh) 2018-05-08 2018-05-08 基于3d打印技术制备尾矿砂蒸压加气混凝土试件的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810431745.1A CN108609984A (zh) 2018-05-08 2018-05-08 基于3d打印技术制备尾矿砂蒸压加气混凝土试件的方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN108609984A true CN108609984A (zh) 2018-10-02

Family

ID=63662335

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810431745.1A Pending CN108609984A (zh) 2018-05-08 2018-05-08 基于3d打印技术制备尾矿砂蒸压加气混凝土试件的方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN108609984A (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109580302A (zh) * 2018-12-06 2019-04-05 东北大学 一种单轴压缩实验用尾矿膏体试样制备装置及实验方法
FR3103484A1 (fr) * 2019-11-25 2021-05-28 Saint-Gobain Weber Fabrication additive d’élément isolant

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103964774A (zh) * 2014-05-09 2014-08-06 嵊州四明山新型建材有限公司 一种蒸压加气混凝土砌块及其制造方法
CN106914969A (zh) * 2017-02-07 2017-07-04 北京交通大学 一种混凝土构件的3d打印方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103964774A (zh) * 2014-05-09 2014-08-06 嵊州四明山新型建材有限公司 一种蒸压加气混凝土砌块及其制造方法
CN106914969A (zh) * 2017-02-07 2017-07-04 北京交通大学 一种混凝土构件的3d打印方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
郝诚编: "基于混凝土的 3D 打印机", 《科技风》 *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109580302A (zh) * 2018-12-06 2019-04-05 东北大学 一种单轴压缩实验用尾矿膏体试样制备装置及实验方法
FR3103484A1 (fr) * 2019-11-25 2021-05-28 Saint-Gobain Weber Fabrication additive d’élément isolant
WO2021105207A1 (fr) * 2019-11-25 2021-06-03 Saint-Gobain Weber Fabrication additive d'element isolant
CN114667274A (zh) * 2019-11-25 2022-06-24 圣戈班韦伯公司 绝缘元件的增材制造

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105503113B (zh) 一种节能环保透水蒸压砖及其制备方法
Ding et al. Possibility and advantages of producing an ultra-high performance concrete (UHPC) with ultra-low cement content
Jiang et al. Influence of temperature history on chloride diffusion in high volume fly ash concrete
CN103382124B (zh) 一种钼尾砂加气混凝土砌块及其制备方法
CN106542844A (zh) 一种花岗岩石粉基蒸压加气混凝土砌块及其制备方法
CN107382116B (zh) 一种高活性改性钢渣粉及其安定性处理方法
CN105601135B (zh) 一种利用赤泥和粉煤灰制备地质聚合物材料的方法
CN102603248A (zh) 一种尾矿砂砂浆干混料及应用该干混料的砂浆制备方法
CN108609984A (zh) 基于3d打印技术制备尾矿砂蒸压加气混凝土试件的方法
CN106242613A (zh) 一种钼尾矿、黄河沙蒸压加气混凝土及其制备方法
CN102659421A (zh) 一种莫来石浇钢砖的生产方法
CN105130487A (zh) 用于生产过滤陶瓷的组合物以及过滤陶瓷及其制备方法和应用
CN112341101A (zh) 一种轻质再生混凝土及其制备方法
CN103922686A (zh) 一种磷石膏废塑料矿渣墙体材料及制备方法
CN106142336A (zh) 一种加气混凝土配筋墙板的生产工艺
CN107793066A (zh) 一种超强合成石英石的制备方法及制成的超强合成石英石
CN106517981A (zh) 一种机喷抹灰脱硫石膏砂浆及其制备方法
CN106278182A (zh) 一种钼尾矿玻化砖及其制备方法
CN108383447A (zh) 基于3d打印技术计算纳米混凝土断裂能的方法
CN102826800A (zh) 一种旱土淤沙加气混凝土砌块及其制备方法
CN108892481B (zh) 一种生态石及其制备方法
CN110436838A (zh) 环保砖的制备方法
CN104827563A (zh) 一种降低胶凝材料用量的免蒸压phc管桩制备方法
CN113603438A (zh) 一种利用尾矿制备高性能蒸压加气混凝土材料及制备方法
CN1763329A (zh) 以石粉为制作原料的工程砌块及其制作工艺

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20181002

RJ01 Rejection of invention patent application after publication