[發(fā)明專利]一種用于3D打印的建筑材料及其制備方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811632167.4
• 申請日: 2018-12-28
• 公開（公告）號: CN111377695A
• 公開（公告）日: 2020-07-07
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 白明科;趙健;李海宏;胡元元;馬慧;蘭棟;楊國開
• 申請（專利權(quán)）人: 堯柏特種水泥技術(shù)研發(fā)有限公司
• 主分類號: C04B28/06
• 分類號: C04B28/06
• 代理公司: 北京前審知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11760
• 代理人: 張波濤;李鋒

本發(fā)明公開了一種用于3D打印的建筑材料，涉及建筑材料領(lǐng)域，包括：水泥20～40％，砂石40?60％，石英粉1～8％，外加劑0.01～0.2％，硅灰2～8％，復(fù)合穩(wěn)定劑0.01～1.5％，水10～20％，減水劑0.01～0.16％，纖維0.1～1.2％，緩凝劑0.1～0.8％。本發(fā)明還涉及一種制備方法，包括：混合水泥、砂石、石英粉、硅灰、緩凝劑和纖維得到混合物料A；混合減水劑和水得到物料B；混合A和B，得到3D打印材料。本發(fā)明實(shí)施例可提高可打印建筑材料的和易性，在使用方法限定的各項參數(shù)范圍內(nèi)打印所制備的建筑材料，可保證打印過程的順利以及3D打印材料的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及建筑材料制備領(lǐng)域，尤其涉及一種用于3D打印的建筑材料及其制備方法。

背景技術(shù)

3D打印是近年來發(fā)展起來的一種高新技術(shù)，屬于增材制造技術(shù)的類別，已在機(jī)械制造等行業(yè)取得很大成功。改革開放以來，我國建筑行業(yè)實(shí)現(xiàn)了巨大進(jìn)步，將3D打印技術(shù)與建筑行業(yè)相結(jié)合，可大大節(jié)約各項成本。建筑3D打印技術(shù)的實(shí)現(xiàn)離不開材料，材料技術(shù)的發(fā)展是實(shí)現(xiàn)3D打印技術(shù)的根本。

建筑3D打印材料是在傳統(tǒng)建筑原材料的基礎(chǔ)上，對混凝土材料的改進(jìn)與升級。因此，依據(jù)建筑材料的使用性、施工性、經(jīng)濟(jì)型原則，通過對以水泥、礦物摻合料及固廢粉體等為主的膠凝材料體系的改性、優(yōu)化，研制開發(fā)出滿足建筑3D打印的建筑材料是當(dāng)前3D打印技術(shù)在建筑工程施工中應(yīng)用的關(guān)鍵。

目前，用于3D打印的建筑材料很少，且3D打印建筑材料的使用需與3D打印機(jī)的工作參數(shù)相協(xié)調(diào)。用于3D打印的建筑材料應(yīng)具備以下三個特點(diǎn)：(1)材料可以順利地從打印機(jī)噴頭中噴出，即保證可打印性；(2)材料可連續(xù)打印，層層疊加，即具有較好的粘聚性；(3)材料具有快速凝固的特性，不出現(xiàn)坍塌現(xiàn)象。目前混凝土類打印材料存在的主要問題是抗拉性能較差，抗裂性能差，構(gòu)件易脆性破壞。

因此，本領(lǐng)域的技術(shù)人員致力于開發(fā)一種具備優(yōu)異抗拉性能和抗裂性能的3D打印建筑材料，使得打印出的構(gòu)件不易發(fā)生脆性破壞。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是一種具備優(yōu)異抗拉性能和抗裂性能的3D打印建筑材料，使得打印出的構(gòu)件不易發(fā)生脆性破壞。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種用于3D打印的建筑材料，包括以下重量比的組分：

水泥20～40％，砂石40-60％，石英粉1～8％，外加劑0.01～0.2％，硅灰2～8％，復(fù)合穩(wěn)定劑0.01～1.5％，水10～20％，減水劑0.01～0.16％，纖維0.1～1.2％，緩凝劑0.1～0.8％。

本發(fā)明還提供了一種用于3D打印的建筑材料的制備方法，包括以下步驟：

S100、按重量比將水泥、砂石、石英粉、硅灰、緩凝劑和纖維加入攪拌器中進(jìn)行預(yù)拌得到混合物料A；

S200、將減水劑和水混合得到物料B；

S300、將物料A和物料B充分混合攪拌均勻，即得到所述建筑材料。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)勢在于：

本發(fā)明的實(shí)施例將原材料分兩次加入，首次將粉體材料均勻拌合，再將纖維加入攪拌，減少材料的結(jié)團(tuán)現(xiàn)象；其后，水與減水劑也分兩次加入，提高可打印建筑材料的和易性。在使用方法限定的各項參數(shù)范圍內(nèi)打印所制備的建筑材料，可保證打印過程的順利以及3D打印材料的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。

以下將對本發(fā)明的構(gòu)思、具體結(jié)構(gòu)及產(chǎn)生的技術(shù)效果作進(jìn)一步說明，以充分地了解本發(fā)明的目的、特征和效果。

具體實(shí)施方式

以下介紹本發(fā)明的多個優(yōu)選實(shí)施例，使其技術(shù)內(nèi)容更加清楚和便于理解。本發(fā)明可以通過許多不同形式的實(shí)施例來得以體現(xiàn)，本發(fā)明的保護(hù)范圍并非僅限于文中提到的實(shí)施例。