[發(fā)明專利]一種適用于3D打印硫鋁酸鹽水泥基材料的粘度改性劑

有效

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• 申請日: 2018-11-13
• 公開（公告）號: CN109399995B
• 公開（公告）日: 2021-04-16
• 發(fā)明（設計）人: 蘆令超;陳明旭;楊磊;宮晨琛;趙丕琪;程新
• 申請（專利權）人: 濟南大學
• 主分類號: C04B24/38
• 分類號: C04B24/38;C04B28/06;B33Y70/10
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 鄭平

本發(fā)明涉及一種適用于3D打印硫鋁酸鹽水泥基材料的粘度改性劑，屬于水泥粘度改性劑技術領域。以重量份計，所述粘度改性劑包括以下組分：聚乙二醇5～10份、氧化石墨烯20～40份、丙三醇10～20份、減水劑10～20份、淀粉5～20份、石英粉5～10份。本發(fā)明提供的粘度改性劑可將3D打印水泥基材料的塑性粘度控制在2.4～3.5Pa·s范圍內，并極大地改善3D打印硫鋁酸鹽水泥基材料的觸變性能、實現3D打印結構的穩(wěn)定控制。此外，本發(fā)明可以有效調控漿體的流變性能并延長凝結時間以調節(jié)3D打印時間，改善3D打印水泥基材料的可操作性。

技術領域

本發(fā)明屬于水泥粘度改性劑技術領域，尤其涉及一種適用于3D打印硫鋁酸鹽水泥基材料的粘度改性劑。

背景技術

3D打印技術已成為建筑材料領域的一種新穎、綠色的成形方式，其打印模型是基于計算機軟件設計的，而水泥材料則是通過層層疊加的方式從3D打印機按照既定模型進行打印。3D打印建筑材料能夠明顯縮短施工時間，大大降低成本，也不需要大量的工人來建造，能夠提高了生產效率。此外，打印復雜的彎曲建筑是非常容易的，而這些建筑很難以其他方式建造。但是由于3D打印水泥基材料凝結時間與流變性能的相關性難以調控，以及早期強度低等問題，嚴重制約了3D打印水泥基材料的發(fā)展。對于3D打印水泥基材料來說，其打印方式與FDM(熔融沉積法)技術類似，這就要求打印后的漿體不發(fā)生坍塌變形；因此，3D水泥漿體需要較大的塑性粘度和屈服應力及較好的觸變性來保持打印試樣不發(fā)生變形。然而，目前的大多數3D打印水泥基材料主要采用單一粘度改性劑來調控其流變性能，例如常用的纖維素醚類，但是并不能綜合考慮和調控其凝結、打印時間與流變性能的變化關系，同時其損失的強度也無法彌補。因此，有必要開發(fā)一種新的能夠用于3D打印硫鋁酸鹽水泥基材料的粘度改性劑，以期至少解決上述的現有技術中存在的部分問題。

發(fā)明內容

針對上述現有技術中存在的問題，本發(fā)明旨在提供一種適用于3D打印硫鋁酸鹽水泥基材料的粘度改性劑。本發(fā)明提供的粘度改性劑可將3D打印水泥基材料的塑性粘度控制在2.4～3.5Pa·s范圍內，并極大地改善3D打印硫鋁酸鹽水泥基材料的觸變性能、實現3D打印結構的穩(wěn)定控制。此外，本發(fā)明可以有效調控漿體的流變性能并延長凝結時間以調節(jié)3D打印時間，改善3D打印水泥基材料的可操作性。

本發(fā)明的目的之一是提供一種適用于3D打印硫鋁酸鹽水泥基材料的粘度改性劑。

本發(fā)明的目的之二是提供上述適用于3D打印硫鋁酸鹽水泥基材料的粘度改性劑的應用。

為實現上述發(fā)明目的，具體的，本發(fā)明公開了下述技術方案：

首先，本發(fā)明公開了一種適用于3D打印硫鋁酸鹽水泥基材料的粘度改性劑，以重量份計，所述粘度改性劑包括以下組分：聚乙二醇5～10份、氧化石墨烯20～40份、丙三醇10～20份、減水劑10～20份、淀粉5～20份、石英粉5～10份。

優(yōu)選地，以重量份計，所述粘度改性劑包括以下組分：聚乙二醇5～8份、氧化石墨烯22～28份、丙三醇11～15份、減水劑10～14份、淀粉5～12份、石英粉5～7份。經過試驗證明，將粘度改性劑各組分的含量控制在上述范圍內時，能夠進一步改善水泥基材料的粘度。

優(yōu)選地，以重量份計，所述粘度改性劑包括以下組分：聚乙二醇6～8份、氧化石墨烯25～35份、丙三醇14～18份、減水劑13～16份、淀粉10～16份、石英粉6～8份。經過試驗證明，將粘度改性劑各組分的含量控制在上述范圍內時，能夠進一步改善水泥基材料的粘度。

本發(fā)明的上述粘度改性劑可將3D打印水泥基材料的塑性粘度控制在2.4～3.5Pa·s范圍內，根據本發(fā)明實驗證明：將塑性粘度控制在這個范圍內時，打印后的漿體的變形率在5％以下，從而使打印后的漿體不會導致發(fā)生坍塌變形，漿體的塑性粘度大于3.5Pa·s，將無法通過3D打印機從料罐中擠出來，而本發(fā)明的粘度改性劑將漿體的塑性粘度控制在2.4～3.5Pa·s，使?jié){體很好地滿足了3D打印對水泥基材料性能的特殊需求，取得了優(yōu)異的技術效果。