[發(fā)明專利]一種適用于3D打印的分層仿生建筑構(gòu)件及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810078828.7
• 申請日: 2018-01-26
• 公開（公告）號: CN108178582B
• 公開（公告）日: 2020-08-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 余江滔;葉俊宏
• 申請（專利權(quán)）人: 同濟(jì)大學(xué)
• 主分類號: C04B28/04
• 分類號: C04B28/04;B28B1/00;B28C5/40;B33Y10/00;B33Y70/10
• 代理公司: 上海科盛知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31225
• 代理人: 楊元焱

1.一種適用于3D打印的分層仿生建筑構(gòu)件，其特征在于，該建筑構(gòu)件是由混凝土分層澆筑而成的多層混凝土結(jié)構(gòu)，所述混凝土包括以下組分及重量份含量：

水泥590-600份、石英砂470-480、粉煤灰710-720、減水劑3-5份、水320-330份、聚乙烯纖維15-20份；

所述建筑構(gòu)件的層與層之間設(shè)置分隔膜，所述分隔膜設(shè)有若干長條形鏤空。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種適用于3D打印的分層仿生建筑構(gòu)件，其特征在于，所述分隔膜為塑料膜或紙質(zhì)隔層，所述長條形鏤空呈一字型平行排布，所述分隔膜使建筑構(gòu)件的層與層之間的混凝土分隔與相連的比例為1:1-1:2。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種適用于3D打印的分層仿生建筑構(gòu)件，其特征在于，所述的水泥為復(fù)合硅酸鹽水泥或者普通硅酸鹽水泥，并且所述水泥的28天抗壓強(qiáng)度≥52.5MPa，28天抗折強(qiáng)度≥7.0MPa，比表面積≥300m²/kg。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種適用于3D打印的分層仿生建筑構(gòu)件，其特征在于，所述的石英砂的粒徑為0.1-0.3mm，其SiO₂的質(zhì)量含量≥99％，所述的粉煤灰為一級粉煤灰，比表面積≥700m²/kg，密度為2.6g/cm³。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種適用于3D打印的分層仿生建筑構(gòu)件，其特征在于，所述的聚乙烯纖維的直徑為10-45μm，長度為9-24mm，長徑比＞200，斷裂延伸率為2-3％，抗拉強(qiáng)度為2000MPa-3000MPa。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種適用于3D打印的分層仿生建筑構(gòu)件，其特征在于，所述的減水劑為通用型萘磺酸鹽減水劑、木質(zhì)素磺酸鹽或聚羧酸減水劑，其固體含量為40-50％，減水率≥40％。

7.一種如權(quán)利要求1-6任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的一種適用于3D打印的分層仿生建筑構(gòu)件的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)按配方備料；

(2)將水泥、石英砂、粉煤灰、減水劑加入攪拌機(jī)，干粉攪拌2-3min，充分混合均勻；

(3)再將水加入到攪拌機(jī)中，漿體攪拌1-2min；

(4)接著加入聚乙烯纖維，充分?jǐn)嚢?-3min；

(5)將混合均勻的混合料轉(zhuǎn)移至分層組裝模具進(jìn)行分層澆筑成型，養(yǎng)護(hù)、脫模，即制得產(chǎn)品。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種適用于3D打印的分層仿生建筑構(gòu)件的制備方法，其特征在于，步驟(5)具體步驟為：

(1)模板組裝→攤鋪混凝土→放入分隔膜→攤鋪混凝土→放入分隔膜；

(2)重復(fù)步驟(1)，完成多層建筑構(gòu)件的澆筑。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種適用于3D打印的分層仿生建筑構(gòu)件的制備方法，其特征在于，步驟(5)中的養(yǎng)護(hù)方式為常溫標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)或高溫水浴養(yǎng)護(hù)；其中，

所述常溫標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)的條件為：控制溫度為20-25℃，濕度為90％±5％，養(yǎng)護(hù)28天；

所述高溫水浴養(yǎng)護(hù)的條件為：控制溫度為85-95℃，水浴養(yǎng)護(hù)48小時。