CN113511851B - 一种无模漏粪板及其生产工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种无模漏粪板及其生产工艺，无模漏粪板，按质量百分比包括以下原料，机制砂26.0‑32.0％，瓜子片27.7‑32.5％，425水泥33.3‑39.3％，减水剂0.7‑1.3％，丙烯酸钙1.0‑4.0％，三乙醇胺0.3‑0.9％，聚乙二醇二丙烯酸酯0.2‑0.8％。将上述原料加水搅拌混合后形成的浆体放进编程完毕的3D打印机料桶，开动3D打印机，按照编程路线打印，无模漏粪板进行配筋，待硬化后制得无模漏粪板。产品采用新型快硬材料，实现快硬的同时，混凝土无收缩且后期强度不倒缩，生产成本及能耗低，性价比高；引入改进的3D打印技术，去除模板，大量减少人工，生产时间大大缩短，生产方便，生产效率高，生产成本大幅度下降。
Description
技术领域
本发明涉及一种无模漏粪板及其生产工艺，尤其是一种低成本可快速生产的快硬3D打印的无模漏粪板及其生产工艺。
背景技术
近几年，由于猪肉价格高涨，养猪行业得到迅速发展，各大养猪企业纷纷扩建养猪场。养猪场的建设需要用到大量混凝土漏粪板，而且由于工期短，一般只有4个月，短期内需要供应4-6万平米漏粪板，生产压力大，模具费用高。目前普通混凝土漏粪板所用混凝土基本为C40混凝土，需要养护2天才能拆模，到冬天还需要高温蒸汽养护才能脱模，导致模具周转率低，需要大量漏粪板模具，生产成本高。
混凝土做到快硬，较常见做法是掺加快硬硫铝酸盐水泥或者铝酸盐水泥，考虑到成本，通常是使用快硬硫铝水泥。但使用快硬硫铝水泥存在一些缺陷：1、收缩大；2、后期强度倒缩；3、快硬硫铝水泥储存难，超过2个月就易失效，比如凝结时间异常，强度降低。通常大量使用的漏粪板尺寸为3米*1.2米，如此大的尺寸，如果收缩大，会导致裂缝产生，不仅承载力严重下降，还会导致裂缝内聚集细菌病毒，不易消毒，对耐久性影响很大。即使加入膨胀剂后不开裂，由于其后期强度会倒缩，还是会降低承载力，而且，加入膨胀剂会增加成本，快硬硫铝水泥的价格是普通水泥的2.5倍，铝酸盐水泥的价格是普通水泥的10倍，以目前混凝土漏粪板的市场行情，经济上也不可行。
混凝土做到快硬，还有掺加早强剂如速凝剂、甲酸钙、硫酸锂、晶核早强剂等方法，如果要使混凝土4h强度达到C40，1d强度达到C60，则早强剂掺量要高达15%。这些早强剂价格昂贵，是普通水泥价格的20倍-200倍，完全没任何经济性可言，另外，加入这些早强剂还有个不容忽视的缺陷，都会大大降低混凝土流动度，无法浇筑施工，生产效率大幅度下降。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：为了克服现有技术中存在的不足，提供一种无模漏粪板及其生产工艺。
本发明采用的技术方案是：一种无模漏粪板，按质量百分比包括以下原料，
机制砂26.0-32.0%，
瓜子片27.7-32.5 %，
425水泥33.3-39.3%，
减水剂0.7-1.3%，
丙烯酸钙1.0-4.0%，
三乙醇胺0.3-0.9%，
聚乙二醇二丙烯酸酯0.2-0.8%。
进一步的，所述的机制砂是一种坚硬破碎砂，细度模数2.6，粒径为0-5mm。
进一步的，所述的瓜子片是一种坚硬破碎石灰岩，粒径为5-16mm。
进一步的，所述的减水剂为液体聚羧酸减水剂，固含量为20%。
进一步的，所述的丙烯酸钙为一种有机盐，配合三乙醇胺和聚乙二醇二丙烯酸酯，不仅自身能交联硬化，还能促进水泥快速反应，反应过程中短时间急剧放出大量热量，进一步促进混凝土快速硬化；
所述的三乙醇胺是一种液体有机化合物，是水泥的一种强效早强剂，并能促进丙烯酸钙交联反应过程；
所述的聚乙二醇二丙烯酸酯是一种液体有机化合物，是丙烯酸钙交联反应形成的交联剂。
采用丙烯酸钙、三乙醇胺、聚乙二醇二丙烯酸酯作为快硬添加剂，添加到常规C40混凝土，使其达到快硬，2h抗压强度达到C20，4h达到C40，1d达到C60，同时混凝土无收缩，最终成为无收缩快硬混凝土。
无收缩快硬混凝土内机制砂、瓜子片均采用专业破碎机制备而成，级配科学合理，石粉、泥土含量低于2%，可提供很高的抗压抗折强度，并大幅度降低收缩；
无收缩快硬混凝土所用减水剂为液体聚羧酸减水剂，减水性工作性施工性非常优良；
无收缩快硬混凝土所用丙烯酸钙为一种有机盐，配合三乙醇胺和聚乙二醇二丙烯酸酯，不仅自身能交联硬化，还能促进水泥快速反应，丙烯酸钙交联反应过程中短时间急剧放出大量热量，进一步促进混凝土快速硬化；同时，交联反应生成的凝胶体会堵塞混凝土毛细孔，极大降低收缩，提升耐久性，后期强度也不倒缩；另外，丙烯酸钙交联反应生成的凝胶体是一种弹性体，会抵消收缩应力，进一步降低收缩，使快硬混凝土不收缩；
无收缩快硬混凝土所用三乙醇胺是一种液体有机化合物，能强烈促进水泥水化，是水泥的一种高效早强剂，从而使混凝土快硬；
无收缩快硬混凝土所用聚乙二醇二丙烯酸酯是一种液体化合物，是丙烯酸钙交联反应形成的交联剂，促使丙烯酸钙发生交联反应；
无收缩快硬混凝土硬化速度快、不收缩、施工方便，耐久性好，性能远优于普通C40，且具备极佳的抗渗、抗冻融、耐腐蚀、耐高温、抗冲磨等耐久性。适用于制备无收缩快硬混凝土的丙烯酸钙是其保证混凝土能够快硬的主要原料，应符合活性高、易溶于水的要求；适用于制备无收缩快硬混凝土的三乙醇胺纯度要达到99%，活性高，早强作用明显；适用于制备无收缩快硬混凝土的聚乙二醇二丙烯酸酯分子量为700左右，水溶性极佳，可和水任意比例混溶解。
无收缩快硬混凝土高快硬添加剂丙烯酸钙：使混凝土快速硬化，但不像硫铝水泥，其改性的混凝土快硬后不收缩，后期强度不倒缩，在为无收缩快硬混凝土提供优良物理力学性能的同时，还会使其具备极佳的抗渗、抗冻融、耐腐蚀、耐高温、抗冲磨等耐久性；
无收缩快硬混凝土丙烯酸钙交联剂聚乙二醇二丙烯酸酯：水溶性极佳，将其分子量控制在700左右后，极易溶于水，可以和水任意比例混溶。
传统漏粪板生产包括模具安装、刷脱模剂、人工布料、表面收浆、翻模、压印防滑花纹、拆模清理、养护等工序，工序繁杂且耗时长，也很耗模具及人工。
无模漏粪板的生产工艺，包括以下步骤，将上述原料加水搅拌混合后形成的浆体放进编程完毕的3D打印机料桶，开动3D打印机，按照编程路线打印，无模漏粪板进行配筋，待硬化后制得无模漏粪板。
进一步的，所述的3D打印机料桶下端设有喷头，所述的喷头下端固定连接有外罩，所述的外罩包括上端面和侧壁，所述的上端面上开设有与喷头适配的通孔。
进一步的，所述的外罩适配于漏粪板，即外罩的横剖面采用适配于漏粪板结构的矩形结构。
进一步的，所述外罩的上端面内壁上设有防滑花纹。
进一步的，所述的外罩采用不锈钢材料。
为大幅度提高生产效率和降低成本，本发明决定采用改进的3D打印工艺来代替传统漏粪板生产工艺：通常3D打印喷头就是一个直径25mm左右的圆柱形喷头，为省去传统漏粪板生产需要进行的模具安装、刷脱模剂、人工布料、表面收浆、翻模、压印防滑花纹、拆模清理等工序，本发明根据漏粪板形状，在喷头处加装与其适配的不锈钢构件。最上部不锈钢片开一个25mm圆孔，和3D打印机喷头连接，喷头截面和最上面不锈钢片平行，同时在最上面不锈钢片上印上防滑花纹（阴纹）。通过这个不锈钢构件，在移动喷头时，可以自动进行表面收浆、翻模、压印防滑花纹，就可以再度省去传统漏粪板生产需要进行的表面收浆、翻模、压印防滑花纹等工序。同时，待材料硬化后，无需进行脱模清理。实际生产过程中，只需将上述原料加水搅拌混合后形成的浆体放进编程完毕的3D打印机料桶，开动3D打印机，按照编程路线打印，待硬化后制得无模漏粪板。通过此工艺，漏粪板可一次成型，省去传统漏粪板生产所需的模具安装、刷脱模剂、人工布料、表面收浆、翻模、压印防滑花纹、拆模清理、养护等工序。可节约大量模具费、人工费，同时极大节约生产时间及能耗，生产效率高。
无收缩快硬混凝土不用缺陷明显价格高的快硬硫铝水泥来实现快硬，而是采用新型快硬材料--丙烯酸钙配合三乙醇胺及聚乙二醇二丙烯酸酯，解决了快硬硫铝水泥收缩大、后期强度倒缩的缺陷，同时这些原材料价格便宜，掺量也不高，降低生产成本和能耗；另外，引入改进的3D打印技术，使无模漏粪板生产可以不用模板，并减少人工，生产过程自动控制，产品质量更稳定的同时可极大节约模板费和人工费。
本发明相比现有技术具有以下优点：
1、产品采用新型快硬材料，实现快硬的同时，混凝土无收缩且后期强度不倒缩，生产成本及能耗低，性价比高；
2、引入改进的3D打印技术，去除模板，大量减少人工，生产时间大大缩短 ，生产方便，生产效率高，生产成本大幅度下降。
附图说明
图1是本发明3D打印机料桶喷头处的结构示意图；
图2是本发明图1另一角度的结构示意图。
图中标号：1-喷头，2-外罩，3-通孔，21-上端面，22-侧壁。
具体实施方式
下面对本发明的实施例作详细说明，实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
如图1和图2所示的3D打印机料桶下端的喷头1，喷头1下端固定连接有外罩2，外罩2包括上端面21和侧壁22，上端面21上开设有与喷头1适配的通孔3。
外罩2适配于漏粪板，即外罩2的横剖面采用适配于漏粪板结构的矩形结构。
外罩2的上端面21内壁上设有防滑花纹。
外罩2采用不锈钢材料。
实施例1
按质量百分比取以下原料，机制砂32.0%，瓜子片32.5%，425水泥33.3%，减水剂0.7%，丙烯酸钙1.0%，三乙醇胺0.3%，聚乙二醇二丙烯酸酯0.2%，再加入占以上原料总质量15.0%的水。搅拌均匀后将所得浆体放进编程完毕的3D打印机料桶，开动3D打印机，按照编程路线打印，无模漏粪板每平米配筋5.6kg，制得无模漏粪板，待硬化后2h就可以搬运。
实施例2
按质量百分比取以下原料，机制砂30.0%，瓜子片30.9%，425水泥35.3%，减水剂0.9%，丙烯酸钙2.0%，三乙醇胺0.5%，聚乙二醇二丙烯酸酯0.4%，再加入占以上原料总质量15.0%的水。搅拌均匀后将浆体放进编程完毕的3D打印机料桶，开动3D打印机，按照编程路线打印，无模漏粪板每平米配筋5.6kg，制得无模漏粪板，待硬化后2h就可以搬运。
实施例3
按质量百分比取以下原料，机制砂28.0%，瓜子片29.3%，425水泥37.3%，减水剂1.1%，丙烯酸钙3.0%，三乙醇胺0.7%，聚乙二醇二丙烯酸酯0.6%，再加入占以上原料总质量15.0%的水。搅拌均匀后将浆体放进编程完毕的3D打印机料桶，开动3D打印机，按照编程路线打印，无模漏粪板每平米配筋5.6kg，制得本发明无模漏粪板，待硬化后2h就可以搬运。
实施例4
按质量百分比取以下原料，机制砂26.0%，瓜子片27.7%，425水泥39.3%，减水剂1.3%，丙烯酸钙4.0%，三乙醇胺0.9%，聚乙二醇二丙烯酸酯0.8%，再加入占以上原料总质量15.0%的水。搅拌均匀后将浆体放进编程完毕的3D打印机料桶，开动3D打印机，按照编程路线打印，无模漏粪板每平米配筋5.6kg，待硬化后2h就可以搬运，制得本发明无模漏粪板。
对比例1
按质量百分比取以下原料，525水泥17.23%、减水剂0.21%、机制砂39.71%，大石21.85%，小石21%，另加占以上所有材料总质量17.4%的水。搅拌均匀后将浆体浇筑进放好钢筋架子的专用模具内，每平米配筋9.4kg，待硬化后1d，制得普通混凝土漏粪板。
本对比例制得C40混凝土漏粪板，为混凝土漏粪板常用混凝土。
对比例2
按质量百分比取以下原料，快硬硫铝酸盐水泥17.03%、缓凝剂0.20%、减水剂0.21%、机制砂39.71%，大石21.85%，小石21%，另加占以上所有材料总质量17.4%的水。搅拌均匀后将浆体浇筑进放好钢筋架子的专用模具内，每平米配筋9.4kg，待硬化后1d，制得普通混凝土漏粪板。
本对比例制得快硬C40混凝土漏粪板，为常规快硬方法制备的漏粪板。
本发明实施例1-实施例4制得的无模漏粪板及对比例1和对比例2制得的普通混凝土漏粪板的性能如下表1所示：
表1 漏粪板的性能参数表
其中，对比例1和对比例2的成本包括模具费摊销。
从上表1可以看出，1d龄期，由于普通混凝土漏粪板所用混凝土不能快硬，对比例2虽然达到快硬，但28d强度倒缩，收缩也很大，甚至超过对比例1，实施例1-实施例4中的无模漏粪板的综合物理力学性能均远高于对比例1和对比例2，且由于采用3D打印技术，省去了模板费，实施例1-实施例4成本均低于对比例1和对比例2，有利于大规模工业化生产。
Claims (9)
1.一种无模漏粪板，其特征在于：按质量百分比包括以下原料，
机制砂26.0-32.0%，
瓜子片27.7-32.5 %，
425水泥33.3-39.3%，
减水剂0.7-1.3%，
丙烯酸钙1.0-4.0%，
三乙醇胺0.3-0.9%，
聚乙二醇二丙烯酸酯0.2-0.8%；
所述的瓜子片是一种坚硬破碎石灰岩；所述的丙烯酸钙为一种有机盐；所述的三乙醇胺是一种液体有机化合物，用作早强剂；所述的聚乙二醇二丙烯酸酯是一种液体有机化合物，用作交联剂；
所述的丙烯酸钙、三乙醇胺和聚乙二醇二丙烯酸酯的质量比为10：2-3：2。
2.根据权利要求1所述的一种无模漏粪板，其特征在于：所述的机制砂是一种坚硬破碎砂，细度模数2.6，粒径为0-5mm。
3.根据权利要求1所述的一种无模漏粪板，其特征在于：所述的瓜子片粒径为5-16mm。
4.根据权利要求1所述的一种无模漏粪板，其特征在于：所述的减水剂为液体聚羧酸减水剂，固含量为20%。
5.如权利要求1-4任一项所述无模漏粪板的生产工艺，其特征在于：包括以下步骤，将上述原料加水搅拌混合后形成的浆体放进编程完毕的3D打印机料桶，开动3D打印机，按照编程路线打印，无模漏粪板进行配筋，待硬化后制得无模漏粪板。
6.根据权利要求5所述的无模漏粪板的生产工艺，其特征在于：所述的3D打印机料桶下端设有喷头（1），所述的喷头（1）下端固定连接有外罩（2），所述的外罩（2）包括上端面（21）和侧壁（22），所述的上端面（21）上开设有与喷头（1）适配的通孔（3）。
7.根据权利要求6所述的无模漏粪板的生产工艺，其特征在于：所述的外罩（2）适配于漏粪板，即外罩（2）的横剖面采用适配于漏粪板结构的矩形结构。
8.根据权利要求6所述的无模漏粪板的生产工艺，其特征在于：所述外罩（2）的上端面（21）内壁上设有防滑花纹。
9.根据权利要求6所述的无模漏粪板的生产工艺，其特征在于：所述的外罩（2）采用不锈钢材料。
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