[發(fā)明專利]基于3D打印技術(shù)制備尾礦砂蒸壓加氣混凝土試件的方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810431745.1
• 申請(qǐng)日: 2018-05-08
• 公開（公告）號(hào): CN108609984A
• 公開（公告）日: 2018-10-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 徐超;陳有亮;劉冠麟;李粵;李玉成
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海理工大學(xué)
• 主分類號(hào): C04B28/14
• 分類號(hào): C04B28/14;C04B38/02;C04B40/02;B33Y10/00;B33Y70/00;C04B111/40
• 代理公司: 上海申匯專利代理有限公司 31001
• 代理人: 吳寶根;王晶

本發(fā)明涉及一種基于3D打印技術(shù)制備尾礦砂蒸壓加氣混凝土試件的方法，包括尾礦砂蒸壓加氣混凝土復(fù)合材料的配制和采用3D打印制備尾礦砂蒸壓加氣混凝土的方法，所述尾礦砂蒸壓加氣混凝土材料配制，其尾礦砂蒸壓加氣混凝土配合比，由尾礦砂：418份；水泥：153份；石灰：95份；石膏：24份；45℃溫水：412份；鋁粉：1份質(zhì)量份數(shù)的組份組成；采用3D打印制備尾礦砂蒸壓加氣混凝土的方法，其步驟為：建模、裝載材料、打印、蒸壓養(yǎng)護(hù)。本發(fā)明將3D技術(shù)運(yùn)用于制備尾礦砂蒸汽加氣混凝土試件成型，能夠自動(dòng)化高精度生產(chǎn)尾礦砂蒸汽加氣混凝土試件，減少環(huán)境污染。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種制作混凝土試件的方法，具體是一種基于3D打印技術(shù)制備尾礦砂蒸壓加氣混凝土試件的方法。

背景技術(shù)

尾礦是由礦山開采經(jīng)過選取有用成分后排放的廢棄物。隨著經(jīng)濟(jì)技術(shù)的快速發(fā)展，對(duì)礦山的開采規(guī)模隨之加大，大量的尾礦砂不僅占用大量土地，破壞生態(tài)環(huán)境，而且排放出的重金屬等有害物質(zhì)進(jìn)入水土中影響人民身體健康。目前主要通過加高河堤、規(guī)范排放等措施減少污染，但這治標(biāo)不治本，留下長(zhǎng)期隱患。為實(shí)現(xiàn)礦山的“無尾”或者“少尾”，減少尾礦的污染危害，國(guó)內(nèi)外研究者針對(duì)尾礦砂展開了大量研究，將尾礦砂作為細(xì)集料配置蒸壓加氣混凝土砌塊、板等試件，實(shí)現(xiàn)尾礦砂資源化再利用，變廢為寶。目前對(duì)尾礦砂制備成蒸壓加氣混凝土試件存在兩個(gè)問題：

1.蒸壓加氣混凝土試件制備工藝流程復(fù)雜，傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝的自動(dòng)化程度很低，費(fèi)時(shí)費(fèi)力，導(dǎo)致尾礦砂利用率低下。

2.蒸壓加氣混凝土試件生產(chǎn)必須嚴(yán)格遵守國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，不應(yīng)使用破裂、不規(guī)整和表面污染的加氣混凝土，同時(shí)要求嚴(yán)格控制好尾礦砂蒸壓加氣混凝土試件的含水率。生產(chǎn)中某一道工序或某一個(gè)過程失誤，均會(huì)造成試件尺寸缺陷。傳統(tǒng)的生產(chǎn)工藝一定程度上影響了蒸壓加氣混凝土試件內(nèi)在材料的均勻性，降低了試件的力學(xué)性能。

因此，迫切需求一種自動(dòng)化高精度制備尾礦砂蒸壓加氣混凝土的方法。3D打印技術(shù)被稱為“快速成型技術(shù)”，是一種以計(jì)算機(jī)圖形文件為基礎(chǔ)，對(duì)材料逐層累加堆積成型的三維結(jié)構(gòu)型加工方式。隨著3D技術(shù)的發(fā)展和改進(jìn)，目前已具有亞微米級(jí)的三軸移動(dòng)精度，微米級(jí)的激光噴頭，能夠打印層厚只有 1 ～ 10 μm 的微型結(jié)構(gòu)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明是要提供一種基于3D打印技術(shù)制備尾礦砂蒸壓加氣混凝土試件的方法，其目的在于將3D技術(shù)運(yùn)用于尾礦砂資源再利用，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化高精度生產(chǎn)制備尾礦砂蒸壓加氣混凝土試件。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種基于3D打印技術(shù)制備尾礦砂蒸壓加氣混凝土試件的方法，包括尾礦砂蒸壓加氣混凝土復(fù)合材料配制和采用3D打印尾礦砂蒸壓加氣混凝土試件的方法，其特點(diǎn)是：

所述尾礦砂蒸壓加氣混凝土復(fù)合材料配制，其礦砂蒸壓加氣混凝土配合比，由如下質(zhì)量份數(shù)的組份組成：

尾礦砂：418份；水泥：153份；石灰：95份；石膏：24份；45℃溫水：412份；鋁粉：1份；

所述采用3D打印尾礦砂蒸壓加氣混凝土試件的方法，包括以下步驟：

步驟一：建模

使用UG軟件創(chuàng)建尾礦砂蒸壓加氣混凝土試件模型（圖1），模型尺寸為長(zhǎng)×寬×高=160mm×40mm×40mm，利用MakerBot分層軟件對(duì)三維的數(shù)字模型按照一定的厚度進(jìn)行分層切片,將建的模型導(dǎo)出到SD卡中；

步驟二：裝載材料

加入按尾礦砂蒸壓加氣混凝土配合比的尾礦砂、水泥、石灰、石膏到攪拌鍋中，在公轉(zhuǎn)62±5r/min，自轉(zhuǎn)140±5r/min的條件下干攪1～2分鐘至均勻，并將鋁粉加入50℃溫水制備成為鋁粉懸浮液，將鋁粉懸浮液按所述的比例加入攪拌鍋，在公轉(zhuǎn)125±10r/min，自轉(zhuǎn)285±10r/min的條件下攪拌2～3分鐘，使用導(dǎo)管將配好的物料加入3D打印機(jī)的支撐架；

步驟三：打印