[發(fā)明專利]用BCT水泥3D打印建筑構件和建筑

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• 申請?zhí)枺?/td>: 201680054793.2
• 申請日: 2016-09-10
• 公開（公告）號: CN108025976A
• 公開（公告）日: 2018-05-11
• 發(fā)明（設計）人: W.迪內曼;K.沃特曼
• 申請（專利權）人: 海德堡水泥公司
• 主分類號: C04B28/06
• 分類號: C04B28/06;C04B7/32;C04B7/34;C04B111/00
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 段菊蘭;楊思捷

本發(fā)明涉及貝利特?硫鋁酸鈣?Ternesit?水泥借助3D打印用于制造建筑構件和建筑的用途和通過貝利特?硫鋁酸鈣?Ternesit?水泥的3D打印制造建筑構件和建筑的方法。

本發(fā)明涉及貝利特-硫鋁酸鈣-Ternesit-(BCT)-水泥借助3D打印用于制造建筑構件和建筑的用途和通過BCT水泥的3D打印制造建筑構件和建筑的方法。

3D打印已經在快速原型法的背景下開發(fā)出來，即針對旨在將現(xiàn)有的CAD數(shù)據(jù)盡可能在不具有手動繞路或模具的情況下直接且快速地轉換成原型或工件的生產方法。在快速原型法中，通常使用物理和/或化學效應由不成型或成型中性(formneutralem)的材料層疊式構建工件。

除了制造原型外，最終產品的生產也越來越重要。美國的Behrokh Khoshnevis教授以“輪廓工藝”名稱，提出將3D打印用于建筑的制造。在此，墻體的外部輪廓用快凝水泥(Schnellzement)逐層打印，并且中間空間用普通混凝土填充，可選地在插入配筋之后。這種方法成本很高。

在中國，馬義和開發(fā)了一種系統(tǒng)，其中以墻體和天花板之類的建筑構件被打印，和然后以與在裝配式建筑建造中類似的方式被安裝成建筑，參見例如CN 104372884 A、CN204081129 U和CN 203654462 U。關于用這樣的構件建造別墅已例如由W. Kempkens在www.ingenieur.de上于2015年1月31日以主題“中國工程師用3D-打印機建造別墅”進行了報道。

關于適合用作3D打印的建筑材料的水泥混合物的建議可以在CN 104310918 A中找到。依此，建筑材料應包括33-44％水泥，0-8％無機粉末，32-38％特種砂，2.5-3％聚合物和外加劑(Zusatzmitteln)混合物。使用硫鋁酸鈣水泥和波特蘭水泥的混合物作為水泥。這樣做的缺點是，復雜的外加劑混合物和還有摻合料(Zusatzstoffe)聚合物和無機粉末必須持續(xù)匹配當前的水泥品質，并且所需量的外加劑和聚合物也使得建筑材料相對昂貴。

因此，問題在于，目前使用的技術/建筑材料對于廣泛應用的成本或花費仍然過高。依此，本發(fā)明的目的是提供更有利和/或更簡單的建筑材料。

意料之外的是，現(xiàn)在已經發(fā)現(xiàn)，BCT水泥（如果添加少量緩凝劑或不添加緩凝劑）既發(fā)揮足夠的早期強度又發(fā)揮有用的最終強度，并且在不具有復雜的外加劑混合物的情況下適合作為用于建筑構件和建筑的3D打印的建筑材料。

因此，上述目的通過使用BCT水泥用于建筑構件和建筑的3D打印以及通過用于制造建筑構件和建筑的方法得以實現(xiàn)，該方法包括以下步驟：提供BCT水泥和建筑構件或建筑的3D打印。

為了簡化進一步的描述，使用水泥工業(yè)中常見的以下縮寫：H-H2O、C-CaO、A-Al2O3、F-Fe2O3、M-MgO、S-SiO2和$ - SO3。此外，化合物通常以其純的形式給出，沒有明確給出混合系列/用外來離子取代等，如這在技術和工業(yè)材料中是常見的。如本領域技術人員所理解的那樣，本發(fā)明中提及的名稱化合物像例如熟料相的組成可根據(jù)生料的化學反應歷程和制造類型，通過用各種外來離子的取代而變化。除非另有說明，在給出純形式時，這樣的化合物被一起包括在本發(fā)明的范圍內。

除非另有說明，否則“反應性”是指水硬性反應性。

在本發(fā)明范圍內，熟料意指燒結產物，其通過在升高的溫度下燃燒起始材料來獲得并且含有至少一個水硬性反應相。