[發明專利]一種帶有熱蒸汽輔凝裝置的混凝土3D打印噴頭

在審

• 申請號: 201910225002.3
• 申請日: 2019-03-25
• 公開（公告）號: CN109822713A
• 公開（公告）日: 2019-05-31
• 發明（設計）人: 董賽陽;賴建中;周捷航;夏敬超
• 申請（專利權）人: 南京理工大學
• 主分類號: B28B1/00
• 分類號: B28B1/00;B28B1/24;B28B17/00;B33Y30/00;B33Y40/00
• 代理公司: 南京理工大學專利中心 32203
• 代理人: 鄒偉紅

本發明公開了一種帶有熱蒸汽輔凝裝置的混凝土3D打印噴頭。該3D打印噴頭包括擠出式混凝土3D打印噴頭和熱蒸汽輔凝裝置兩部分，該打印噴頭工作時，打開熱蒸汽輔凝裝置，根據混凝土的打印相關性能，調節高溫高壓蒸汽機，控制壓力，蒸汽溫度，隨著熱蒸汽噴射到打印出的混凝土上，可以加快混凝土的水化速度，使混凝土快速硬化，從而提高打印噴頭的打印速度，減小打印噴頭對打印材料的性能要求。

技術領域

本發明涉及混凝土3D打印技術領域，具體涉及一種帶有熱蒸汽輔凝裝置的混凝土3D打印噴頭。

背景技術

3D打印混凝土對混凝土材料的要求具有一定特殊性，它要求材料的流動度控制在合理的范圍內，不能太大，否則打印過程中混凝土難以堆積，也不能太小，否則不利于打印噴頭的擠出，且打印出來的實體質量差，微觀結構缺陷多、機械性能差。當前對3D打印混凝土材料的研究方向主要在混凝土的改性方面，在混凝土中加入速凝劑、緩凝劑等外加劑，或者使用硫鋁酸鹽快硬水泥等，但這又會造成另外一個問題，水泥水化的速度加快，會使新拌混凝土用于打印的時間縮短，只能現拌速用，不利于大面積、大體積施工。

水泥等膠凝材料可以通過提高水化的溫度加快水化速度，達到快速凝結、快速硬化的目的。為使混凝土在打印噴頭內順利輸送，需要混凝土具有足夠大的流動度，所以不能直接對打印噴頭的某一部分加熱以加快混凝土的水化速度，只能在混凝土擠出后對混凝土加熱。現有技術中，混凝土的水化速度過快造成的水化所需水分不足，影響水化質量，繼而對水泥后期強度的發展產生不利影響。

發明內容

本發明目的在于提供一種帶有熱蒸汽輔凝裝置的混凝土3D打印噴頭。

實現本發明目的提供技術方案如下：

一種帶有熱蒸汽輔凝裝置的混凝土3D打印噴頭，包括：擠出式混凝土3D打印噴頭和熱蒸汽輔凝裝置，所述的3D打印噴頭固定在擠出式混凝土頂部熱蒸汽輔凝裝置；

熱蒸汽輔凝裝置包括進氣口、腔體外殼層、蒸汽隔熱層、蒸汽輸送腔、腔體內殼層、熱蒸汽噴口、蒸汽輸送腔頂蓋；其中，進氣口固定在蒸汽輸送腔頂蓋的上方，與蒸汽輸送腔連通，熱蒸汽噴口位于蒸汽輸送腔的下方；所述的腔體內殼層與腔體外殼層構成蒸汽輸送腔，在腔體內殼層內部為蒸汽隔熱層。

熱蒸汽輔凝裝置將熱蒸汽順利通過進氣口通入蒸汽輸送腔，再通過熱蒸汽噴口將熱蒸汽噴射到從擠出式混凝土3D打印噴頭剛擠出的混凝土上。

進一步的，蒸汽輸送腔為蒸汽輸送腔頂蓋、腔體外殼層、蒸汽隔熱層即及腔體內殼層圍成的密閉結構。

進一步的，腔體外殼層與蒸汽隔熱層通過固定軸連接。

進一步的，固定軸在腔體外殼層與蒸汽隔熱層之間均勻分布，數量至少為2個。

進一步的，熱蒸汽輔凝裝置通過蒸汽隔熱層的伸出部分與擠出式混凝土3D打印噴頭固定連接。

進一步的，進氣口外表帶有螺紋，可與高溫高壓蒸汽機緊密連接。

進一步的，帶有熱蒸汽輔凝裝置的混凝土3D打印噴頭，打印噴頭工作時，打開熱蒸汽輔凝裝置，通過調節外接的高溫高壓蒸汽機，控制輸入進氣口的蒸汽壓力、蒸汽溫度。

本發明相對于現有技術相比具有顯著優點為：

1.本發明通過帶有熱蒸汽輔凝裝置的混凝土3D打印噴頭裝置，能夠實現混凝土從3D打印噴頭擠出后的快速水化的功能；

2.本發明的3D打印噴頭裝置可避免混凝土在打印過程中發生坍塌以及對混

凝土過分要求快速硬化問題，從而使得新拌混凝土用于打印的時間縮短。

附圖說明

圖1為帶有熱蒸汽輔凝裝置的混凝土3D打印噴頭示意圖。