[發明專利]可供3D打印的混雜纖維水泥基復合材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201811163971.2
• 申請日: 2018-10-03
• 公開（公告）號: CN109384437B
• 公開（公告）日: 2021-05-11
• 發明（設計）人: 潘金龍;朱彬榮;張洋;周震鑫;魯聰
• 申請（專利權）人: 東南大學;南京彼卡斯建筑科技有限公司
• 主分類號: C04B28/06
• 分類號: C04B28/06;C04B14/38;C04B16/06;B33Y70/10
• 代理公司: 南京眾聯專利代理有限公司 32206
• 代理人: 許小莉

1.一種可供3D打印的混雜纖維水泥基復合材料，其特征在于：按重量份數包括：普通硅酸鹽水泥3.81-4.76份，硫鋁酸鹽水泥0.10-0.21份，硅灰0.10-0.95份，砂石3.81-4.35份，碳酸鈣晶須0.10-0.20份，聚乙烯醇纖維0.005-0.007份，流變劑0.005-0.02份，水1.30-1.45份，減水劑0.032-0.042份；所述硅灰的比表面積為25-29m²/g，密度為2.38g/cm³，其SiO₂的質量含量≥90%；所述碳酸鈣晶須的直徑為0.5-2μm，長度為0.02-0.03mm，長徑比為20-60；聚乙烯醇纖維的直徑為35μm，長度為12mm，長徑比為343；所述硫鋁酸鹽水泥的燒失量為11.76%，1天抗壓強度81.8MPa，包含赤泥、鋁灰、電石渣及脫硫石膏，其中按質量百分含量，赤泥占40%，鋁灰占18%，電石渣占21%以及脫硫石膏占21%。

2.根據權利要求1所述的可供3D打印的混雜纖維水泥基復合材料，其特征在于：所述普通硅酸鹽水泥的28天抗折強度為10.6MPa，28天抗壓強度為52.8MPa，比表面積為362m²/kg，密度為3.17g/cm³，標準稠度用水量為24.8%，初凝時間為140min，終凝時間為245min，燒失量為3.24%，氧化鎂含量為0.87%。

3.根據權利要求1所述的可供3D打印的混雜纖維水泥基復合材料，其特征在于：所述砂石的粒徑范圍為0.1-1mm，SiO₂含量大于98%。

4.根據權利要求1所述的可供3D打印的混雜纖維水泥基復合材料，其特征在于：所述流變劑為羥丙基纖維素，粘度為3-10萬。

5.根據權利要求1所述的可供3D打印的混雜纖維水泥基復合材料，其特征在于：所述減水劑為聚羧酸類減水劑，固體含量為20%，減水率大于40%。

6.一種權利要求1-5之一所述的可供3D打印的混雜纖維水泥基復合材料的制備方法，其特征在于：該方法包括如下步驟：

（1）按重量份數計，將原料分成三組，第一組為普通硅酸鹽水泥3.81-4.76份，硫鋁酸鹽水泥0.10-0.21份，硅灰0.10-0.95份，砂石3.81-4.35份，碳酸鈣晶須0.10-0.20份和流變劑0.005-0.02份，第二組為水1.30-1.45份和減水劑0.032-0.042份，第三組為聚乙烯醇纖維0.005-0.007份；

（2）將第一組的原料加入攪拌機中，以140rpm勻速干粉攪拌2-3min，至完全混合均勻，然后將第二組的原料緩慢加入到混合物中，以140rpm勻速攪拌4min；

（3）將第三組的原料緩慢加入到步驟（2）得到的拌合物中，以420rpm勻速攪拌60-90s，即得到所述的水泥基復合材料。