KR101994122B1 - supporting complex for concrete 3D printer - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은, 3D 프린팅용 몰탈 및 이를 이용한 콘크리트의 제조시 자유로운 공간형성을 위하여 적층사이의 공간, 출력물과 연결된 공간의 적층시 사용되는 지지체 조성물과 그 제조 방법에 관한 것으로, 3D 프린팅 방식에 의한 몰탈 및 콘크리트 출력물의 제조 시 제거가 용이한 하부의 지지용 구조체를 형성하여 출력물이 자유로운 형상을 갖도록 하는 지지체 조성물과 이를 이용한 지지체의 제조방에 관한 것이다.The present invention relates to a support composition used for laminating a space between stacks and a space for outputting, and a method of manufacturing the same, and to a method for manufacturing the same, and more particularly, to a mortar for 3D printing, And a lower support structure which is easy to remove in the production of concrete output, so that the output product has a free shape, and a manufacturing method of a support using the support composition.
3D 프린팅(3D printing)은 최근 각광받고 있는 제조기술로서, 플라스틱 액체 혹은 기타 원료를 사출하거나 적층, 응고시켜 3차원 형태의 고체 제품을 제작하는 기술을 말하며, 전통적인 재료 가공 기술에 비해 속도, 가격, 사용 편리성 등 다양한 측면에서 우위를 나타내고 있다.3D printing (3D printing) is a technology that is getting popular in recent years. It refers to the technology to produce solid three-dimensional products by injection, lamination and solidification of plastic liquids or other raw materials. Ease of use, and so on.
3D 프린팅은 원료에 따라 액체, 파우더, 고체로 나뉘며, 레이저, 열, 빛 등의 소스를 기반으로 응고/적층하는 다양한 방식이 존재하는데, 3D 프린팅 방식은 현재까지 다양하게 개발되어 왔으며 각각의 방식은 제품 제작에 있어 장단점을 가지고 있다.3D printing is divided into liquid, powder, and solid depending on the raw materials. There are various methods of coagulating / laminating based on sources such as laser, heat, and light. 3D printing methods have been developed variously so far. It has advantages and disadvantages in production.
3D 프린팅 방식은 각각의 분야마다 다른 형태의 방식이 사용될 수 있으며, 크게 FDM(Fused Deposition Modelling), DLP(Digital Light Processing), SLA(Stereolithography), SLS(Selective Laser Sintering), PolyJet(Photopolymer Jetting Technology), DMT(Direct Metal Tooling), PBP(Powder Bed & inkjet head 3d printing), LOM(Laminated Object Manufacturing) 등의 방식으로 구분될 수 있다.The 3D printing method can be used in different fields in different fields. FDM (Fused Deposition Modeling), DLP (Digital Light Processing), SLA (Stereolithography), SLS (Selective Laser Sintering), PolyJet (Photopolymer Jetting Technology) , DMT (direct metal tooling), PBP (powder bed & inkjet head 3d printing), and LOM (Laminated Object Manufacturing).
일반적으로는, 열가소성 플라스틱으로 된 와이어 또는 필라멘트를 공급릴과 이송릴을 통해 공급하고, 공급된 필라멘트를 작업대에 대하여 상대적으로 XYZ 세 방향으로 위치 조절되는 3차원 이송기구에 장착된 히터노즐에서 용융시켜서 배출함으로써, 2차원 평면형태를 만들면서 이를 작업대 상에 한 층씩 적층하여 3차원으로 성형하는 용융 수지 압출 조형 방법(FDM)이 널리 사용되고 있다.Generally, a wire or filament made of thermoplastics is fed through a feed reel and a feed reel, and the fed filament is melted in a heater nozzle mounted on a three-dimensional feeding mechanism that is positioned relative to the workbench in three directions X and Y (FDM), which forms a two-dimensional planar shape by laminating it one by one on a workbench and molding it into three dimensions, is widely used.
이렇게 압출헤드에서 나오는 응고성 모델링 재료의 층을 융착시켜 3차원 모델을 제조하는 방법 및 장치의 예는 기존의 특허에서 많이 찾아볼 수 있으며, 예컨대 미국특허 제5,121,329호에 기술된 바와 같이 고체 막대 형태나 공급릴 상에 감긴 유연 필라멘트 형태로 압출 헤드에 공급될 수 있다. 이때, 압출헤드는 응고시 적당한 결합으로 앞의 층에 접착하는 응고성 재료를 사용하며, 열가소성 재료가 이러한 용융 적층에 특히 적당한 것으로 알려져 주로 사용되고 있다.Examples of methods and apparatuses for fusing a layer of cohesive modeling material from the extrusion head to produce a three-dimensional model are found in many of the existing patents and are described in, for example, US Pat. No. 5,121,329, Or fed into the extrusion head in the form of a flexible filament wound on the feed reel. At this time, the extrusion head uses a coagulant material which adheres to the preceding layer by proper bonding at the time of solidification, and a thermoplastic material is mainly used, which is known to be particularly suitable for such melt lamination.
한편, 각종 건축 및 토목 구조물의 구조체로 사용되는 콘크리트는 물과 시멘트, 모래 등이 섞여있는 물질로서, 시멘트가 물과 반응하여 굳어지는 수화반응을 이용하는데, 3D 프린팅 기법으로 별도 거푸집 없이 다양한 형상의 콘크리트를 제조하고자 할 경우 압출헤드에서 압출되는 속도에 비해 콘크리트의 응고 속도가 느려서, 3D 프린터에 의한 3D 형상 제작시간이 응고속도에 큰 영향을 받게 된다.Concrete used as a structure of various architectural and civil engineering structures is a mixture of water, cement, and sand. It uses hydration reaction in which cement reacts with water to harden it. In 3D printing technique, When the concrete is manufactured, the solidification speed of the concrete is slower than the extrusion speed of the extrusion head, and the 3D forming time by the 3D printer is greatly influenced by the solidification speed.
즉, 3D 프린터의 압출헤드는 빠른 속도로 움직이면서 콘크리트를 압출하게 되나, 압출된 콘크리트의 응고에 상당한 시간이 소요되는 관계로, 완전히 응고되지 않은 층 위로 다시 콘크리트가 압출되는 경우, 제품의 형상이 뭉개지는 문제가 있다.That is, since the extrusion head of the 3D printer extrudes the concrete while moving at a high speed, it takes a considerable time to coagulate the extruded concrete. Therefore, when the concrete is extruded again on the layer which is not completely solidified, There is a problem.
또한, 적층시 하부층이 존재하지 않은 독립된 상층의 적층이 불가능하고, 적층시 수평방향으로 이동이 거의 불가능하여 자유로운 공간형성과 다양한 형상으로 의 출력이 불가능하다. Further, it is impossible to stack independent upper layers without a lower layer during lamination, and it is almost impossible to move in the horizontal direction at the time of lamination, so that free space formation and output to various shapes are impossible.
이러한 다양한 문제점으로 인해 "3D 프린팅 장치 및 방법, 이를 이용한 방파제 단위 유닛 제조 방법"(한국 등록특허공보 제10-1479900호, 특허문헌 1)은 콘크리트의 제조에 적합하도록 프린팅시 마이크로 웨이브를 조사하여 경화 시간을 촉진시키도록 한 프린트 장치가 제안된 바 있다.Due to these various problems, the "3D printing apparatus and method, and a method of manufacturing a breakwater unit using the same" (Korean Patent Registration No. 10-1479900, Patent Document 1), are suitable for the production of concrete, A printing apparatus has been proposed which promotes time.
하지만, 상기와 같은 기술은 전용 프린터를 구비해야 하는 문제점이 있다.However, the above-described technique has a problem in that it requires a dedicated printer.
본 발명의 출원인은 이러한 문제점을 해소하기 위하여 "3D 프린팅용 콘크리트 조성물 및 이를 이용한 콘크리트와 그 제조 방법"(한국 등록특허공보 제10-1620074호, 특허문헌 2)을 출원하여 등록받은 바 있다.The applicant of the present invention has filed and filed a patent application entitled " A concrete composition for 3D printing and a concrete using the same and a manufacturing method thereof "(Korean Patent Registration No. 10-1620074, Patent Document 2).
상기 특허문헌 2는 안정화 시간이 짧게 되어 3D 프린팅을 통한 구조물 제조가 용이하도록 하였으나, 제거가 용이한 3D 프린팅 콘크리트 지지체 제조 기술이 개발되지 못한 관계로 복잡한 구조의 콘크리트 구조물을 3D 프린팅 방식으로 구현하는 데 한계가 있었다.However, since the 3D printing concrete support manufacturing technique that can be easily removed can not be developed, the concrete structure of a complex structure is implemented by the 3D printing method There was a limit.
즉, FDM 방식에 의한 3D 프린팅 몰탈 또는 콘크리트 출력물은 적층간 상부층과 하부층 사이에 공간형성이 곤란하고, 적층시 노즐의 진행방향에 횡방향으로의 적층이 곤란하여 비정형 구조물의 제조가 불가능한 단점이 있는 바 이러한 문제점을 해소할 필요가 있는 것이다.That is, it is difficult to form a space between the upper layer and the lower layer between the laminations in the 3D printing mortar or concrete output by the FDM method, and it is difficult to laminate the layers in the transverse direction in the traveling direction of the nozzle when stacking, This problem needs to be solved.
본 발명의 콘크리트 3D 프린터용 지지체 조성물과 그 제조방법은 상기와 같은 종래 기술에서 발생하는 문제점을 해소하기 위한 것으로, 3D 프린팅 방식에 의한 몰탈 및 콘크리트 출력물의 제조 시 제거가 용이한 하부의 지지용 구조체를 3D 프린팅할 수 있도록 하는 콘크리트 3D 프린터용 지지체 조성물과 그 제조방법을 제공하려는 것이다.The present invention provides a support composition for a concrete 3D printer and a method for manufacturing the same, which are intended to overcome the above-described problems of the prior art, And to provide a method for manufacturing the same.
즉, FDM 방식의 3D 프린팅 과정에서 성형 후 필요로 하는 부분과, 필요로 하는 부분을 성형 과정에서 일시적으로 지지한 후 제거되는 지지체를 복수의 노즐로 성형하되, 성형 과정에서 상부에 필요로 하는 부분이 적층된 상태에서 상부층의 적층에 따른 변형이 적으며, 최소한의 강도를 갖고, 양생 후 출력물에손상을 주지 않게 제거가 용이한 콘크리트 3D 프린터용 지지체 조성물과 그 제조방법을 제공하여 다양한 공간 형성 형성과 자유로운 형상으로의 출력이 가능케 하려는 것이다.That is, in the 3D printing process of the FDM type, the support member, which is required to support and support a part required after molding and temporarily removes a necessary part in the molding process, is formed into a plurality of nozzles, The present invention provides a support composition for a concrete 3D printer and a method of manufacturing the same, which have a small strength and a minimal strength after stacking in a stacked state and can be easily removed without damaging the output after curing, And output in a free form.
보다 구체적으로, 결합재, 산업부산물, 콘크리트용 섬유, 혼화제가 종래와 다른 비율로 특정됨과 더불어, 더 나아가 섬유소재로서 셀롤로우즈 섬유, 폴리프로필렌섬유 등을 사용하고, 혼화제로서 조강제와 증점제, 고유동화제가 특정 비율로 혼합되어 사용됨에 따라 적층시 변형이 적고 소요강도를 만족하며 출력물의 양생과정이 지난 후에도 제거가 용이한 지지체 조성물을 제조하여 3D 프린팅시 몰탈, 콘크리트의 적층시 지지용 층으로 적용하여 자유로운 공간형성과 다양한 형상의 출력물의 제조가 가능하도록 하려는 것이다.More specifically, in addition to the specification of binders, industrial byproducts, fibers for concrete, and admixtures at different ratios from the prior art, cellulosic fibers, polypropylene fibers and the like are further used as the fiber materials, and coarse and thickeners, It is used as a supporting layer in the lamination of mortar and concrete in 3D printing by preparing a support composition which is easy to remove even after the curing process of the output and satisfies the required strength and less deformation during lamination due to mixing with a specific ratio Thereby making it possible to form a free space and to produce output of various shapes.
본 발명의 콘크리트 3D 프린팅 지지체 조성물은 상기와 같은 과제를 해결하기 위하여, 조성물 전체 부피의 2.8 ~ 4.9%의 결합재와, 조성물 전체 부피의 70.0 ~ 78.5%의 산업부산물과, 조성물 전체 부피의 0.28 ~ 0.49 %의 콘크리트용 섬유와, 조성물 전체 부피의 0.02 ~ 0.05 %의 혼화제와, 조성물 전체 부피의 15.7 ~ 21.0%의 물과 잔량으로서 공기를 포함하여 구성된다.In order to solve the above problems, the concrete 3D printing support composition of the present invention is characterized in that it comprises 2.8 to 4.9% of the total volume of the composition, 70.0 to 78.5% of the industrial by-product of the total volume of the composition and 0.28 to 0.49 % Of the total amount of the composition, 0.02 to 0.05% of the total amount of the composition, and 15.7 to 21.0% of the total volume of the composition.
상기한 구성에 있어서, 상기 콘크리트용 섬유는 폴리프로필렌 섬유, 셀룰로오스 섬유 중 선택된 1종 또는 2종의 혼합물로 이루어진 것을 특징으로 한다.In the above-described construction, the concrete fiber is characterized by being made of one selected from the group consisting of polypropylene fibers and cellulose fibers, or a mixture of the two.
또, 상기 혼화제는 조강제, 증점제, 고유동화제가 1 : 1 : 1의 중량비로 혼합된 것을 특징으로 한다.Further, the admixture is characterized in that the crude strengthening agent, the thickening agent, and the high-dielectric constant agent are mixed at a weight ratio of 1: 1: 1.
또한, 상기 산업부산물은 고로슬래그와 플라이애쉬가 1 : 8 ~ 9의 중량비의 중량비로 혼합되어 구성된 것을 특징으로 한다.The industrial by-product is characterized in that the blast furnace slag and the fly ash are mixed at a weight ratio of 1: 8 to 9 by weight.
본 발명의 콘크리트 3D 프린팅 지지체의 제조 방법은, 상기 조성물을 원료로 하여 3D 프린터의 노즐로 공급하여 3D 프린터 내부에 성형체를 제조하는 성형단계와; 제조된 성형물을 습도 80 ~ 90%, 온도 10 ~ 50℃의 조건으로 3D 프린터 내부 또는 양생실에서 12 ~ 24시간 동안 습윤 양생한 후, 기건 상태로 상온에서 양생시키는 양생단계;를 포함하여 구성된다.A method for manufacturing a concrete 3D printing support according to the present invention comprises: a forming step of supplying a composition to a nozzle of a 3D printer using the composition as a raw material to produce a molded article in a 3D printer; And a curing step of wet-curing the molded article in a 3D printer or in a curing room under the conditions of a humidity of 80 to 90% and a temperature of 10 to 50 ° C for 12 to 24 hours, and then curing the cured article at room temperature .
본 발명에 의해, 3D 프린팅 방식에 의한 몰탈 및 콘크리트 출력물의 제조 시 제거가 용이한 하부의 지지용 구조체를 3D 프린팅할 수 있도록 하는 콘크리트 3D 프린터용 지지체 조성물과 그 제조방법이 제공된다.According to the present invention, there is provided a support composition for a concrete 3D printer and a method of manufacturing the same, which enables 3D printing of a lower supporting structure which is easy to remove during the production of mortar and concrete output by the 3D printing method.
즉, FDM 방식의 3D 프린팅 과정에서 성형 후 필요로 하는 부분과, 필요로 하는 부분을 성형 과정에서 일시적으로 지지한 후 제거되는 지지체를 복수의 노즐로 성형하되, 성형 과정에서 상부에 필요로 하는 부분이 적층된 상태에서 상부층의 적층에 따른 변형이 적으며, 최소한의 강도를 갖고, 양생 후 출력물에손상을 주지 않게 제거가 용이한 콘크리트 3D 프린터용 지지체 조성물과 그 제조방법을 제공하여 다양한 공간 형성 형성과 자유로운 형상으로의 출력이 가능해진다.That is, in the 3D printing process of the FDM type, the support member, which is required to support and support a part required after molding and temporarily removes a necessary part in the molding process, is formed into a plurality of nozzles, The present invention provides a support composition for a concrete 3D printer and a method of manufacturing the same, which have a small strength and a minimal strength after stacking in a stacked state and can be easily removed without damaging the output after curing, And output in a free form becomes possible.
보다 구체적으로, 결합재, 산업부산물, 콘크리트용 섬유, 혼화제가 종래와 다른 비율로 특정됨과 더불어, 더 나아가 섬유소재로서 셀롤로우즈 섬유, 폴리프로필렌섬유 등을 사용하고, 혼화제로서 조강제와 증점제, 고유동화제가 특정 비율로 혼합되어 사용됨에 따라 적층시 변형이 적고 소요강도를 만족하며 출력물의 양생과정이 지난 후에도 제거가 용이한 지지체 조성물을 제조하여 3D 프린팅시 몰탈, 콘크리트의 적층시 지지용 층으로 적용하여 자유로운 공간형성과 다양한 형상의 출력물의 제조가 가능해진다.More specifically, in addition to the specification of binders, industrial byproducts, fibers for concrete, and admixtures at different ratios from the prior art, cellulosic fibers, polypropylene fibers and the like are further used as the fiber materials, and coarse and thickeners, It is used as a supporting layer in the lamination of mortar and concrete in 3D printing by preparing a support composition which is easy to remove even after the curing process of the output and satisfies the required strength and less deformation during lamination due to mixing with a specific ratio Thereby making it possible to form a free space and to produce various output forms.
이하, 본 발명의 콘크리트 3D 프린팅 지지체 조성물과 그 제조 방법에 대해 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, the concrete 3D printing support composition of the present invention and its manufacturing method will be described in detail.
본 발명의 콘크리트 3D 프린팅 지지체 조성물은, 조성물 전체 부피의 2.8 ~ 4.9%의 결합재와, 조성물 전체 부피의 70.0 ~ 78.5%의 산업부산물과, 조성물 전체 부피의 0.28 ~ 0.49 %의 콘크리트용 섬유와, 조성물 전체 부피의 0.02 ~ 0.05 %의 혼화제와, 조성물 전체 부피의 15.7 ~ 21.0%의 물과 잔량으로서 공기를 포함하여 구성되어 있다.The concrete 3D printing support composition of the present invention comprises a binder of from 2.8 to 4.9% of the total volume of the composition, from 70.0 to 78.5% of the industrial by-product of the total volume of the composition, from 0.28 to 0.49% of the total volume of the composition, 0.02 to 0.05% of the total volume of the admixture, and 15.7 to 21.0% of the total volume of the composition as water and the balance of air.
결합재는 통상적으로 사용되는 시멘트로 구성될 수 있다.The binder may be composed of conventionally used cement.
특허문헌 1에서 결합재는 전체 부피의 13.6~ 20.3% 사용되었는데, 본 발명의 지지체 제조용 조성물에서는 전체 부피의 2.8 ~ 4.9%로 확연한 차이가 나타난다.In Patent Document 1, the binder is used in an amount of 13.6 to 20.3% of the total volume. In the composition for producing a support of the present invention, a remarkable difference is shown as 2.8 to 4.9% of the total volume.
결합재의 사용량이 특허문헌 1과 같이 다량 포함될 경우 골재를 포함한 구성요소가 견고하게 결합되어 제거가 어렵게 된다.If a large amount of binder is used as in Patent Document 1, the components including the aggregate are firmly combined and are difficult to remove.
반면, 본 발명에서는 결합재 사용량을 최소화하여 성형 후 지지체의 제거가 쉽게 이루어질 수있게 되어 있다.On the other hand, in the present invention, the use amount of the binder is minimized so that the support can be easily removed after molding.
산업부산물은 잠재수경성을 지닌 플라이애쉬, 고로슬래그 미분말 중 선택된 어느 하나 또는 2종의 혼합물로 구성될 수 있다.Industrial by-products may be composed of any one or a mixture of two selected from fly ash having potential hydraulic resistance and blast furnace slag fine powder.
특허문헌 1에는 버텀애시 및 슬래그 골재를 30 ~ 50% 사용하는 예가 기재되어 있다.Patent Document 1 discloses an example of using 30 to 50% of bottom ash and slag aggregate.
본 발명의 지지체용 조성물은 버텀애시 및 슬래그 골재 대신 고로슬래그 미분말과 플라이애시를 사용하며, 그 사용 비율이 특허문헌 1과 비교하여 현저히 증대된다.The composition for a support of the present invention uses blast furnace slag fine powder and fly ash instead of bottom ash and slag aggregate, and the use ratio thereof is remarkably increased as compared with the patent document 1.
바람직하기로는 고로슬래그와 플라이애쉬가 1 : 8 ~ 9의 중량비로 혼합되어 구성됨이 바람직하다.Preferably, the blast furnace slag and the fly ash are mixed at a weight ratio of 1: 8 to 9.
플라이애시는 미분쇄된 석탄이 연소로에서 연소된 후 집진설비에 의해 포집되는 것으로, 보일러 저부에서 채집되는 버텀애시와 구분된다.Fly ash is distinguished from bottom ash that is collected at the bottom of the boiler, as the pulverized coal is burned in the furnace and then collected by the dust collector.
플라이애시의 특징은 자체적인 수경성을 갖고 있지는 않으나 알칼리성 물질의 존재 하에서 물과 반응하여 경화하는 성질 즉, 포졸란 반응성을 갖는다.The characteristic of fly ash is that it does not have its own hydraulic property but has a property of reacting with water in the presence of an alkaline substance to cure, that is, a pozzolanic reactivity.
이러한 플라이애시는 시멘트와 비교하여 상대적으로 초기 반응 속도가 느리기 때문에 응결 지연과 초기강도 감소가 발생할 수 있다.Such fly ash is relatively slow in the initial reaction rate as compared with cement, so that delay of coagulation and initial strength reduction may occur.
고칼슘 플라이애시는 순환 유동층 연소방식(CFBC, Circulating Fluidized Bed Combustion)의 보일러에서 탈황제 역할을 하는 석회석과 화석연료가 850℃~ 900℃ 사이의 상대적으로 저온의 연소 조건에서 연소됨으로 인해 유리질의 생성이 적고, 비균질한 뾰족한 부정형의 형태를 취하게 되며, 특히 산화칼슘과 삼산화황 성분이 증가하며, 이들 성분이 결합하여 무수석고의 형태로 존재하며 반응 후 잔류 산화칼슘성분은 free-CaO 형태로 존재하고, 상대적으로 이산화규소의 함량이 적은 특징이 있기 때문에 포졸란 반응성이 일반 플라이애시에 비해 낮은 반면, 석고 및 free-CaO로 인해 자체 수화력을 갖는다.High-calcium fly ash is produced in limestone and fossil fuels, which function as desulfurizing agents in the boiler of CFBC (Circulating Fluidized Bed Combustion), at a relatively low temperature combustion condition between 850 ° C and 900 ° C, , Inhomogeneous pointed irregular shape, especially calcium oxide and sulfur trioxide component are increased, and these components are combined and exist in the form of anhydrous gypsum. After the reaction, the residual calcium oxide component exists in free-CaO form, , The pozzolanic reactivity is lower than that of ordinary fly ash because of its low content of silicon dioxide, but it has its own hydration power due to gypsum and free-CaO.
아래 표 1은 순환 유동층 연소방식의 발전소에서 수득한 고칼슘 플라이애시의 화학적 성분을 일예로 나타낸 것이다.Table 1 below shows an example of the chemical composition of high-calcium fly ash obtained from a power plant of a circulating fluidized bed combustion system.
상기 플라이애시의 Free-CaO 함량을 ASTM C 114 방법으로 측정하였으며, 공인시험기관인 한국세라믹기술원에 의뢰하여 분석을 실시한 결과 Free-CaO 함량은 3.27중량%로 나타났다.The free-CaO content of the fly ash was measured by the ASTM C 114 method. The free-CaO content of the fly ash was 3.27% by weight based on the analysis conducted by the Korea Ceramic Technology Institute.
고칼슘 플라이애시 고유의 특성이라 할 수 있는 Free-CaO는 반응성이 빨라 초기 응결을 앞당기고, 이는 발열, 팽창 및 균열에 의한 파괴로 이어진다.Free-CaO, which is a characteristic of high-calcium fly ash, is quick in reactivity and accelerates initial condensation, leading to destruction by heat, expansion and cracking.
그러나, 고로슬래그 및 시멘트와 함께 존재하는 경우 고로슬래그의 자극화 및 침상형 수화물 형성에 필요한 성분이 되어 결합재의 초기반응성을 높이고, 팽창에 의한 구속압을 높이게 되는 바, 지지체 제조에는 유리한 성분이라 할 수 있다.However, when it is present together with blast furnace slag and cement, it becomes a component necessary for irritation of blast furnace slag and formation of acicular shaped hydrate, thereby increasing the initial reactivity of the binder and increasing the confining pressure due to expansion. have.
즉, 본 발명에서는 플라이애시가 다량 함유되어 미량 첨가된 결합재의 초기 반응성을 높이고, 팽창에 의한 구속압을 높여 초기에 빠르게 지지체 형성이 가능해지게 된다.That is, in the present invention, since a large amount of fly ash is contained, the initial reactivity of a binder added in a trace amount is increased, and the constraint pressure due to expansion is increased, so that a support can be formed quickly at an early stage.
고로슬래그 미분말은 선철 제련 시 부산물로 발생하는 고온 용융 상태의 슬래그를 물로 급랭 처리한 후 건조 및 분쇄한 것으로써, 급랭시켜 유리화한 것이기 때문에 반응성이 높아 시멘트 혼화재료로 주로 사용된다.The blast furnace slag fine powder is a product obtained by quenching slag at high temperature, which is generated as a by-product at the time of pyeond iron smelting, with water and drying and grinding it.
이러한 고로슬래그는 수화발열속도의 저감 및 콘크리트의 온도 상승을 억제하고, 장기 강도를 높이며, 수밀성을 향상시키는 것은 물론 황산염 등에 대한 화학 저항성을 향상시키고, 알칼리실리카반응을 억제하여 고강도 콘크리트 제조에 유효한 장점을 가지는 반면, 초기 강도가 낮고 미분말의 품질 불균일에 따른 콘크리트 품질 불균일이 있으며, 중성화 진행이 빠르고 양생 온도에 따라 품질 변화가 큰 단점이 있는 것으로 알려져 있다.This blast furnace slag is effective in reducing the rate of hydration heating and increasing the temperature of concrete, increasing the long-term strength, improving the watertightness, improving the chemical resistance to sulfate etc. and suppressing the reaction of alkali silica, However, it is known that there is a disadvantage that concrete quality is uneven due to low initial strength and uneven quality of fine powder, rapid progress of neutralization and quality change depending on curing temperature.
통상적으로 고로슬래그 미분말은 콘크리트의 품질 향상을 위해 사용하는 것이 아닌 원가 절감을 주목적으로 하며, 시멘트 대체율이 30% 미만으로 그 이상 사용하는 경우는 매스 혹은 기초콘크리트 등 수화열제어를 목적으로 하는 경우가 있다.Generally, the blast furnace slag powder is not used for improving the quality of concrete but is mainly used for cost reduction. When the cement substitution rate is less than 30%, the blast furnace slag is sometimes used for controlling hydration heat such as mass or foundation concrete .
본 발명에서는 고로슬래그를 플라이애시 대비 사용량을 최소화하여 장기 강도의 발현은 억제시키되, 초기 반응성을 높게 유지시키는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the amount of the blast furnace slag to be used is minimized to suppress the development of the long-term strength, while maintaining the initial reactivity at a high level.
아래는 본 발명에서 사용된 고로슬래그의 화학적 조성을 나타낸 것이며, 고로슬래그 미분말의 비중은2.85로 나타났다.The chemical composition of the blast furnace slag used in the present invention is shown below, and the specific gravity of the blast furnace slag powder is 2.85.
상기와 같이 산업부산물을 고로슬래그 미분말과 고칼슘 플라이애시로 1 : 8 ~ 9의 중량비로 구성할 경우 고칼슘 플라이애시가 석고의 역할을 하게 하고, 고로슬래그 미분말의 잠재수경성 반응이 원할하게 이루어지며, 초기에 빠른 반응을 유도시킬 뿐만 아니라, 골재 성분을 배제한 채 결합재가 최소량 사용됨으로 인해 지지체 형성후 쉽게 분리, 제거될 수 있게 된다.When the industrial by-products are composed of blast furnace slag fine powder and high calcium fly ash at a weight ratio of 1: 8 to 9, the high calcium fly ash acts as a gypsum, and the latent hydraulic reaction of the blast furnace slag fine powder becomes smooth, And the binder can be easily separated and removed after formation of the support because the binder is used in a minimum amount while excluding the aggregate component.
콘크리트용 섬유는 통상적으로 인장에 대한 저항을 높이기 위해 사용되는 재료로 강섬유나 셀룰로오스 등이 주로 사용된다.Concrete fibers are usually used to increase resistance to tensile, and steel fibers and cellulose are mainly used.
이를 위해 본 발명에서 사용되는 섬유는 셀룰로오스 섬유, 폴리프로필렌 중 선택된 어느 하나로 이루어짐이 바람직하다.For this purpose, the fibers used in the present invention are preferably composed of any one selected from cellulose fibers and polypropylene.
상기 섬유 중 폴리프로필렌 섬유는 강도를 높여주는 역할을 주로 하며, 흡습성이 없는 것으로 알려져 있다.Among the above fibers, polypropylene fiber plays a role of increasing the strength and is known to have no hygroscopicity.
반면, 셀룰로오스 섬유는 친수성 섬유며 상기 폴리프로필렌 섬유보다 강도가 작은 반면, 유연하고, 친환경적인 특징을 갖는다.On the other hand, cellulosic fibers are hydrophilic fibers and have a smaller strength than the polypropylene fibers, while they are flexible and environmentally friendly.
본 발명에서 혼화제는 상술한 구성요소들과 함께 사용되어 3D 프린터 내부에서의 흐름에 따른 변형을 줄여주고, 안정화 시간을 짧게 해주고, 강도를 높여줄 수 있도록 도와주는 역할을 한다.In the present invention, the admixture is used together with the above-mentioned components to reduce the deformation according to the flow in the 3D printer, to shorten the stabilization time, and to enhance the strength.
이를 위해 본 발명에서 혼화제는 통상적인 콘트리트 제조에 사용되는 혼화제와는 다르게 조강제, 수축저감제, 고유동화제가 1: 1: 1의 중량비로 혼합되어 구성됨이 바람직하다.For this purpose, unlike the admixture used in conventional concrete production, the admixture of the present invention is preferably composed of a mixture of a suds suppressor, a shrinkage reducing agent, and a high dynamic mass ratio of 1: 1: 1.
조강제는 경화촉진제로 불리기도 하는데 일반적으로 타설 후 초기 강도를 높여 거푸집을 빨리 철거할 수 있게 해주는 역할을 하며, 통상적으로 동계에 콘크리트 타설이 가능하게 해준다.The crude steel is sometimes referred to as a hardening accelerator. In general, it increases the initial strength after casting, which allows the mold to be quickly demolished, and allows concrete to be poured in the winter.
본 발명에서는 이처럼 통상적으로는 동계에 타설이 가능하도록 하는 조강제를 지지체 형성에 사용함으로써 초기 강도를 높여 3D 프린터의 노즐로 분사된 몰탈이 빠른 시간에 경화가 이루어지도록 하여 3D 프린터 내부에서 순차적으로 분사되어 형성된 형태가 몰탈 특유의 유동성에 의해 변형되는 것을 방지할 수 있도록 하였다.In the present invention, the initial strength is increased by using a roughing agent which is usually used to form a support in the winter so that the mortar sprayed by the nozzle of the 3D printer can be hardened in a short time, So that the formed shape can be prevented from being deformed by the flowability peculiar to the mortar.
이를 위한 조강제의 예로 염화칼슘이나, 초산염, 아초산염계의 무기염, 규산칼슘 등의 유기산염 등으로 구성될 수 있다.Examples of the coercive agent for this purpose include calcium chloride, an acetate salt, an inorganic salt of a nitrate salt, and an organic acid salt such as calcium silicate.
수축저감제는 통상적으로 팽창제로 불리기도 하는데, 묽은 콘크리트의 응결 및 경화 과정에서 발생하는 수축에 의한 균열 저감을 목적으로 사용한다.The shrinkage reducing agent is usually called an expanding agent. It is used for the purpose of reducing cracks caused by shrinkage occurring in the condensation and curing process of dilute concrete.
본 발명에서 수축저감제는 석회석과 코크스가 1 : 1 ~ 2의 중량비로 혼합된 혼합물로 구성될 수 있다.In the present invention, the shrinkage reducing agent may be a mixture of limestone and cokes mixed at a weight ratio of 1: 1 to 2.
고유동화제는 몰탈의 유동성을 높여 치기 다지기 등의 시공성과 노즐을 통한 압송이 용이하게 해주며, 조기 강도를 높여주게 된다.The high flowability improves the flowability of the mortar and facilitates the workability such as chipping and the pressurization through the nozzle, and improves the early strength.
고유동화제로는 분산제인 리그닌술포네이트계 화합물, 폴리멜라민술포네이트계 화합물, 폴리나프탈렌술포네이트계 화합물, 폴리카르본산계 화합물 등을 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다. As the high dynamic range agent, a lignin sulfonate compound, a polymelamine sulfonate compound, a polynaphthalene sulfonate compound, a polycarboxylic acid compound, etc., which are dispersing agents, may be used alone or in combination of two or more.
즉, 고유동화제는 초기 몰탈의 유동성을 높여 압송 및 3D 프린터 내부의 공급관 및 노즐을 몰탈이 용이하게 통과할 수 있도록 해주며, 이러한 고유동화제의 사용에 따라 수축에 의한 균열을 수축저감제를 통해 방지하고, 노즐을 통해 분사된 몰탈은 조강제를 이용하여 신속하게 경화되어 형태의 유지가 원할히 이루어질 수 있게 해주는 것이다.In other words, the high flowability improves the flowability of the initial mortar so that the mortar can easily pass through the feed pipe and the nozzle inside the 3D printer, and the use of such high flowability improves the shrinkage caused by the shrinkage. And the mortar sprayed through the nozzle is quickly hardened by using a coercive agent so that the shape can be maintained smoothly.
상술한 조성물을 이용한 지지체의 제조는, 먼저 상기 원료를 3D 프린팅용 원료로 하여 3D 프린터로 공급하여 노즐 분사를 통해 적층시키는 형태로 3D 프린터 내부에 성형체를 제조하고, 이어 제조된 성형물을 습도 80 ~ 90%, 온도 10 ~ 50℃의 조건으로 3D 프린터 내부 또는 양생실에서 12 ~ 24시간 동안 습윤 양생한 후, 기건 상태로 상온에서 양생시킨다.The support is produced by first preparing the molded article in a 3D printer in such a manner that the raw material is supplied to a 3D printer as a raw material for 3D printing and laminated through a nozzle injection, 90%, temperature 10 ~ 50 ℃ for 12 ~ 24 hours in the 3D printer or in the curing room.
더불어, 지지체를 포함하는 구조체를 하나의 3D 프린터를 이용하여 제조하는 경우 상기 조성물을 원료로 하여 3D 프린터의 제1노즐로 공급하고, 특허문헌 1 등에 나타나 있는 3D 프린팅 구조체용 조성물을 원료로 하여 3D 프린터의 제2노즐로 공급하여 제1노즐로는 필요로 하는 형상을 형성하는 부분에 공급하고, 제2노즐로는 제1노즐로 공급하지 않는 부분에 공급한다.In addition, when a structure including a support is manufactured using one 3D printer, the composition is supplied as a raw material to a first nozzle of a 3D printer, and a composition for a 3D printing structure shown in Patent Document 1 or the like is used as a raw material, Is supplied to the second nozzle of the printer and supplied to the portion forming the required shape with the first nozzle and to the portion not supplied to the first nozzle with the second nozzle.
이에 따라 제1노즐의 공급에 따른 성형체와, 제2노즐의 공급에 따라 성형체의 하부를 지지하는 지지체로 이루어진 성형체를 3D 프린터 내부에 성형한다.Accordingly, a formed article formed by the supply of the first nozzle and a support for supporting the lower portion of the formed article in accordance with the supply of the second nozzle is formed inside the 3D printer.
그런 다음 제조된 성형체를 습도 80 ~ 90%, 온도 10 ~ 50℃의 조건으로 3D 프린터 내부 또는 양생실에서 12 ~ 24시간 동안 습윤 양생한 후, 기건 상태로 상온에서 양생시킨 다음, 지지체를 제거함으로써 필요로 하는 구조체의 제조가 완료된다.Then, the molded article is wet-cured in a 3D printer or in a curing chamber for 12 to 24 hours under the conditions of a humidity of 80 to 90% and a temperature of 10 to 50 DEG C, cured at room temperature in a dry state, The manufacture of the required structure is completed.
이하에서는 본 발명의 콘크리트 3D 프린터용 지지체 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 3D 프린터용 지지체에 대해 실시예 및 비교예를 들어 설명하기로 한다.Hereinafter, a support composition for a concrete 3D printer of the present invention and a support for a concrete 3D printer using the same will be described with reference to Examples and Comparative Examples.
<실시예><Examples>
일반 포틀랜트 시멘트 3.5ℓ, 산업부산물 75ℓ, 셀룰로소 섬유 0.5ℓ, 혼화제 0.03ℓ, 물 20ℓ를 혼합하여 잔량의 공기를 포함하여 총 100ℓ의 지지체용 조성물을 제조하였다.A total of 100 L of a composition for a support was prepared by mixing 3.5 L of ordinary portland cement, 75 L of industrial by-products, 0.5 L of cellulosic fiber, 0.03 L of an admixture and 20 L of water.
이때, 산업부산물은 고로슬래그와 플라이애쉬를 1 : 9의 중량비로 혼합하여 구성하였으며, 이때 사용된 고로슬래그 미분말과 고칼슘 플라이애시의 조성은 표 1, 2에 나와 있는 것을 사용하였다.The industrial by-products were composed of blast furnace slag and fly ash mixed at a weight ratio of 1: 9. The composition of the blast furnace slag powder and the high calcium fly ash used in this case were as shown in Tables 1 and 2.
혼화제는 조강제로 염화칼슘을, 수축저감제로 석회석과 코크스의 동일 중량비 혼합물을, 고유동화제로는 시중에 판매되는 폴리카르본산계 화합물 제품을 구입하여 동일 중량비로 혼합하여 조성하였다.The admixture was prepared by mixing calcium chloride as a crude steel, a mixture of the same weight ratio of limestone and coke as a shrinkage reducing agent, and a commercially available polycarboxylic acid-based compound as a high dynamic massizer and mixing them at the same weight ratio.
이어 분사 적층형 3D 프린터(스트라타시스 메이커봇 리플리케이터)를 준비하여 제조된 조성물을 원료로 공급하여 지름 10 cm, 높이 20cm의 원주형 공시체 형태로 성형 한 후 습도 80 ~ 90%, 온도 25℃의 조건으로 3D 프린터 내부에서 18시간 동안 습윤 양생한 후, 기건 상태로 상온에서 양생시켰다.Next, a spray-laminate 3D printer (Stratasys Maker Bot replicator) was prepared, and the composition was supplied as a raw material and shaped into a columnar specimen having a diameter of 10 cm and a height of 20 cm, and then dried under conditions of a humidity of 80 to 90% After wet curing for 18 hours in a 3D printer, it was cured at room temperature under a dry condition.
실시예 2 내지 6은 실시예 1과 동일하게 제조하되, 아래 표 3에 나타나 있는 바와 같이 산업부산물의 조성을 달리하였다.Examples 2 to 6 were prepared in the same manner as in Example 1 except that the compositions of industrial by-products were varied as shown in Table 3 below.
또, 실시에 7 내지 10은 혼화제의 조성을 아래 표 4와 같이 실시예 1과 달리 조성하여 지지체를 제조하였다.In Examples 7 to 10, the composition of the admixture was prepared in a manner different from that of Example 1, as shown in Table 4 below to prepare a support.
상술한 실시예들의 제조 과정에서 3D 프린터에서 원료가 원할하게 공급되는 것을 확인하였으며, 공시체 역시 원할하게 제조되는 것을 확인하였다.In the manufacturing process of the above-described embodiments, it was confirmed that the raw material was supplied smoothly in the 3D printer, and the specimen was also manufactured satisfactorily.
비교예는 아래 표 5와 같은 조성으로 조성한 채 실시예 1과 동일한 방법으로 공시제를 제조하였다.The comparative example was prepared in the same manner as in Example 1 except that the composition was as shown in Table 5 below.
상기한 비교예 중 비교에 1의 경우 노즐에서 분사되는 대로 뭉치지 못하고 흘러내려 공시체 제작에 실패하였으며, 육안상 비교예 2 내지 4는 공시체 제작이 이루어졌다.In the comparative example 1, when the nozzle was sprayed from the nozzle, it could not be collected and flowed down to produce a specimen. On the other hand, specimens 2 to 4 were produced visually.
<실험예 1> 충격실험≪ Experimental Example 1 >
제조된 실시예와 비교예들의 공시체 위로 공의 낙하실험을 실시하였다.The ball drop test was performed on the specimens of the manufactured and comparative examples.
충격시험은 공에 낙하에 따른 공시체의 파괴 상황을 파악하였으며, 시험 방법은 직경 5cm 무게 500g의 공을 이용하여 높이 1.3m에서 자유낙하하는 것을 상정하였으며, 공시체에 크랙이 발생하는 낙하 횟수를 측정하였다.The impact test was carried out to determine the fracture condition of the specimen due to dropping in the ball. The test method was assumed to fall freely at a height of 1.3 m using a ball having a diameter of 5 cm and a weight of 500 g, and the number of drops that cracked the specimen was measured .
이러한 충격 강도는 작업자가 직접 도구를 이용하여 지지체에 타격을 가하는 정도에 해당한다.This impact strength corresponds to the extent to which the operator applies the impact directly to the support using the tool.
이러한 충격실험 결과는 아래 표 6에 나타나 있다.The impact test results are shown in Table 6 below.
상기한 실험 결과에 나타난 바와 같이 비교예의 경우 실시예들의 경우 손쉽게 충격을 가해 부쉴 수 있어 지지체 용도로 적당한 반면, 비교예들의 경우 잘 부서지지 않게 되어 있어 지지체 용도로 부적합함을 알 수 있다.As shown in the above experimental results, it can be seen that the comparative examples are suitable for use as supports because they can easily be impacted and bumped easily, while comparative examples are not well broken and are unsuitable for support applications.
<실험예 2> 콘크리트 구조체 제작 실험 1≪ Experimental Example 2 > Experiment 1 for constructing a concrete structure
17ℓ의 시멘트, 잔골재 65ℓ, 셀룰로오스 섬유 0.36ℓ, 일반 혼화제 0.8ℓ를 준비하고, 바실러스 퍼머스 계 유용미생물을 배양액과 1 : 2의 중량비로 혼합한 후 배양하여 미생물 배양액을 준비한 후, 계량하여 4ℓ를 준비하였다.17 liters of cement, 65 liters of fine aggregate, 0.36 L of cellulose fiber, and 0.8 L of a general admixture were mixed and mixed with the culture broth at a weight ratio of 1: 2, followed by culturing to prepare a microorganism culture liquid. Prepared.
물 12ℓ를 혼합하고 잔량의 공기를 포함하여 총 100ℓ의 구조체 제조용 조성물을 제조하였다.A total of 100 L of a composition for making a structure was prepared by mixing 12 L of water and a residual amount of air.
실시예 1의 3D프린터를 이용하여 원료를 공급하되, 먼저 실시예들 및 비교예들에서의 배합대로 지지체용 조성물을 공급하여 하부 지지층이 형성되도록 하고, 그 위에 구조체 제조용 조성물을 노즐로 공급하여 지지체 위에 구조체가 형성되는 형태로 성형하였다.A raw material was supplied using the 3D printer of Example 1, and a composition for a support was supplied in accordance with the formulations in the examples and the comparative examples, so that a lower support layer was formed. Then, To form a structure.
구조체 형성을 위한 조성물의 공급은 지지체 제조용 조성물 공급이 끝난 후 6시간 경과 후에 실시하였다.The composition for forming the structure was supplied after 6 hours from the end of the supply of the composition for preparing a support.
실험 결과 실시예들의 경우 지지체용 조성물이 층층이 층을 이룬 다음 그 위로 구조체용 조성물이 공급될 때 성형된 지지체가 형상을 유지한 채 그 위로 구조체가 형성됨을 육안으로 확인하였다.As a result of the experiment, it was visually confirmed that, when the composition for a support is layered and then the composition for a structure is supplied thereon, the formed support is formed on the support while maintaining the shape thereof.
반면 비교예 1의 경우 지지체가 노즐로 공급될 때 흘러내려 구조체 성형이 불가능했으며, 비교예 2 내지 4의 경우는 원할하게 지지체 위에 구조체가 형성됨을 확인하였다.On the other hand, in the case of Comparative Example 1, it was confirmed that the structure could not be formed when the support was supplied to the nozzle, and in the case of Comparative Examples 2 to 4, the structure was formed smoothly on the support.
그러나, 실험예 1에 나타나 있는 바와 같이 비교예 2 내지 4의 공시체의 경우는 쉽게 부서지지 않게 되어 있는 바, 지지체로써는 부적합하다 할 것이다.However, as shown in Experimental Example 1, the specimens of Comparative Examples 2 to 4 are not easily broken, and therefore, they are unsuitable as supports.
<실험예 3> 콘크리트 구조체 제작 실험 2≪ Experimental Example 3 > Experiment 2 for constructing a concrete structure
실험예 2와 같은 방식으로 진행하되, 3D 프린터의 두 노즐에 각각 하나는 지지체용 조성물을, 다른 하나에는 구조체용 조성물을 공급하여 지지체의 형성 직후에 바로 구조체용 조성물을 공급하여 지지체가 무너지지 않고 성형이 원할히 이루어지는지 육안으로 확인하였다.In the same manner as in Experimental Example 2, a composition for a support was supplied to one of two nozzles of a 3D printer, and a composition for a structure was supplied to the other nozzle of the 3D printer. And it is confirmed by naked eyes.
그 결과 실시예 1과 같은 조성의 경우 지지체용 조성물의 공급이 끝난 직후 구조체용 조성물의 공급이 이루어지더라도 지지체가 형상을 원할하게 유지한 채 끝까지 구조체 제조가 이루어지는 것을 육안으로 확인되었다.As a result, even if the composition for the structure was supplied immediately after the supply of the composition for the support was completed in the case of the composition of Example 1, it was visually confirmed that the structure was manufactured to the end while maintaining the shape of the support smoothly.
비교예 2 내지 4의 경우도 지지체 형상을 원할하게 유지하였다.Also in the case of Comparative Examples 2 to 4, the shape of the support was maintained smoothly.
그러나, 비교예 2 내지 4의 경우 전술한 것처럼 쉽게 지지체를 파괴할 수 없기 때문에 근본적인 문제를 갖는다.However, in the case of Comparative Examples 2 to 4, since the support can not be easily destroyed as described above, it has a fundamental problem.
한편, 실시예 2 내지 10의 경우 지지체 상부가 다소 흘러내리는 현상이 발견되었다.On the other hand, in Examples 2 to 10, a phenomenon that the upper portion of the support slightly flowed down was found.
이는 충분히 빠른 시간 내에 굳지 못한 상태, 서로 견고하게 결합되지 못한 상태에서 구조체 형성을 위한 조성물이 공급됨에 따른 것으로 보인다.This seems to be due to the provision of a composition for forming the structure in a state that it is not solidified in a sufficiently fast time, and is not firmly coupled to each other.
이는 실시간으로 지지체와 구조체를 동시에 성형하는 데에는 다소 어려움이 있는 것으로 보이며, 천천히 제조되는 경우에는 원할하게 제조가 가능한 것으로 보인다.This seems to be somewhat difficult to simultaneously form the support and the structure in real time, and it seems to be possible to manufacture easily when it is manufactured slowly.
<실험예 4> 지지체와 구조체의 분리 표면 관찰<Experimental Example 4> Separation surface observation between support and structure
실험예 2에서 제조된 샘플에서 지지체를 타격시켜 지지체가 제거된 표면을 관찰하였다.In the sample prepared in Experimental Example 2, the support was struck to observe the surface from which the support was removed.
그 결과 실시예 1의 경우 지지체가 제거된 구조체 표면이 매끄럽고 잔여 지지체가 거의 육안으로 확인되지 않았다.As a result, in the case of Example 1, the surface of the structure from which the support was removed was smooth, and the remaining support was hardly recognized with the naked eye.
실시에 2 내지 10에서는 실시예 1과 달리 표면에 다소간의 지지체 잔여물이 발견되었다.In Examples 2 to 10, a slight amount of support residue was found on the surface, unlike Example 1.
비교예 2 내지 4의 경우에는 지지체만을 제거하기 힘들었으며, 타격을 가하는 과정에서 구조체가 함께 부서져 경계면의 표면 관찰이 실질적으로 불가능했다.In the case of Comparative Examples 2 to 4, it was difficult to remove only the support, and the structure was broken together in the course of applying the impact, so that the observation of the surface of the interface was practically impossible.
이상, 살펴본 바와 같이 본 발명의 조성물은 3D 프린팅 과정에서 실질적으로 남아 있어야 하는 구조체를 원할하게 지지할 수 있게 되며, 제조 후 쉽게 파괴되고, 그 경계면이 매끄럽게 되는 바, 복잡한 콘크리트 제품을 3D 프린팅 방식으로 제조할 수 있게 됨을 알 수 있다.As described above, the composition of the present invention can support a structure that is to remain substantially in 3D printing process, can be easily destroyed after its manufacture, and its boundary surface is smooth. As a result, a complicated concrete product can be formed by 3D printing Can be manufactured.
본 발명의 콘크리트 3D 프린팅 지지용 조성물은 콘크리트 3D 프린터를 이용하여 다양한 공간형성과 자유로운 형상으로 출력물을 제조하여 정형 또는 비정형의 구조재, 내외장재와 같은 건축, 토목 재료로 사용될 수 있을 뿐만 아니라, 다양한 방면으로 사용될 수도 있다 할 것이다.The composition for supporting concrete 3D printing according to the present invention can be used as a construction or civil engineering material such as a structural or non-rigid structural material, an interior and exterior material, etc., by producing a space with various shapes and free shapes by using a concrete 3D printer, May be used.
Claims (5)
조성물 전체 부피의 2.8 ~ 4.9%의 결합재와, 조성물 전체 부피의 70.0 ~ 78.5%의 산업부산물과, 조성물 전체 부피의 0.28 ~ 0.49 %의 콘크리트용 섬유와, 조성물 전체 부피의 0.02 ~ 0.05 %의 혼화제와, 조성물 전체 부피의 15.7 ~ 21.0%의 물과 잔량으로서 공기를 포함하여 구성되되,
상기 혼화제는 조강제, 증점제, 고유동화제가 1 : 1 : 1의 중량비로 혼합된 것을 특징으로 하는,
콘크리트 3D 프린팅 지지체 조성물.
In a concrete 3D printing support composition,
2.8 to 4.9% of the total volume of the composition, 70.0 to 78.5% of the industrial by-product of the total volume of the composition, 0.28 to 0.49% of the concrete fiber of the total volume of the composition, 0.02 to 0.05% of the total volume of the composition, , Water of 15.7 to 21.0% of the total volume of the composition and air as the balance,
Characterized in that the admixture is mixed with a crude stabilizer, a thickener, and a high dynamic mass ratio at a weight ratio of 1: 1: 1.
Concrete 3D printing support composition.
상기 콘크리트용 섬유는 폴리프로필렌 섬유, 셀룰로오스 섬유 중 선택된 1종 또는 2종의 혼합물로 이루어진 것을 특징으로 하는,
콘크리트 3D 프린팅 지지체 조성물.
The method according to claim 1,
Characterized in that the concrete fiber comprises a mixture of one or two selected from the group consisting of polypropylene fibers and cellulose fibers.
Concrete 3D printing support composition.
상기 산업부산물은 고로슬래그와 플라이애쉬가 1 : 8 ~ 9의 중량비로 혼합되어 구성 것을 특징으로 하는,
콘크리트 3D 프린팅 지지체 조성물.The method according to claim 1,
Wherein the industrial by-products are composed of blast furnace slag and fly ash mixed at a weight ratio of 1: 8 to 9,
Concrete 3D printing support composition.
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