[發明專利]一種新型3D打印破碎陶粒混凝土材料及其制備和使用方法

在審

• 申請號: 201910330138.0
• 申請日: 2019-04-23
• 公開（公告）號: CN110078459A
• 公開（公告）日: 2019-08-02
• 發明（設計）人: 陳惠明;翟德勤;徐浩
• 申請（專利權）人: 中電建水環境治理技術有限公司
• 主分類號: C04B28/26
• 分類號: C04B28/26;B28B1/00;B33Y70/00;B33Y10/00
• 代理公司: 天津翰林知識產權代理事務所(普通合伙) 12210
• 代理人: 王瑞

1.一種新型3D打印破碎陶粒混凝土材料，按重量份數計，混凝土的組成和含量分別為：

快硬性硫鋁酸鹽水泥3.0～4.9份；

粉煤灰0.75～1.15份；

硅灰0.20～0.40份；

石灰石粉0.08～0.12份；

陶粒2.4～3.2份；

砂子5.0～6.0份；

NaOH顆粒試劑0.002～0.005份；

水2.3～2.8份；

減水劑0.040～0.052份；

長度為7～10mm的PVA纖維0.005-0.007份；

長度為10～15mm的玄武巖纖維0.005～0.007份；

粘度為2萬～7萬的羥丙基甲基纖維素0.04～0.06份。

2.根據權利要求1所述的新型3D打印破碎陶粒混凝土材料，其特征在于所述快硬性硫鋁酸鹽水泥的比表面積為450m²/kg，密度為3.43g/cm³，標準稠度用水量為25.9％，初凝時間為40min，終凝時間為70min，氧化鈣含量為48.2％，硫鋁比為3.5，堿度系數為0.9，3天抗折強度為7.2MPa，3天抗壓強度為53MPa。

3.根據權利要求1所述的新型3D打印破碎陶粒混凝土材料，其特征在于所述粉煤灰的燒失量為7.1％，含水率為0.1％，氧化鈣含量為3.7％，需水量比為104％，細度為45μm方孔篩篩余17.5％。

4.根據權利要求1所述的新型3D打印破碎陶粒混凝土材料，其特征在于所述硅灰的密度為2.3g/cm³，比表面積為25～29m²/g；所述砂子為平均粒徑387.5μm、比表面積0.101m²/g的天然砂；所述減水劑為聚羧酸系減水劑，減水率大于30％，含固量為36.5％。

5.根據權利要求1所述的新型3D打印破碎陶粒混凝土材料，其特征在于所述陶粒是經過固廢淤泥干化、預燒、焙燒和冷卻等過程得到的，陶粒經破碎、碾散到顆粒粒徑控制在0.25～5mm范圍。

6.一種權利要求1～5任一所述的新型3D打印破碎陶粒混凝土材料的制備方法，該制備方法包括以下步驟：

(1)按重量份數計，將上述原料分成四組，快硬性硫鋁酸鹽水泥3.0～4.9份、粉煤灰0.75～1.15份、天然砂5.0～6.0份、NaOH顆粒0.002～0.005份、石灰石粉0.08～0.12份和PVA纖維0.005～0.007份；第二組為硅灰0.20～0.40份、陶粒2.4～3.2份、玄武巖纖維0.005～0.007份；第三組為水1.3～1.8份和減水劑0.040～0.052份；第四組為余量的水和0.04～0.06份的羥丙基甲基纖維素；

(2)將第一組或第二組的原料分別送入橫臥式攪拌機進行混合攪拌，至完全混合均勻，然后再對應地將第二組和第一組的原料同時加入到上述已混合均勻的拌合物中，進行混合攪拌，至完全混合均勻；

(3)將第三組和第四組的原料先分別混合均勻，然后分別將混合后的物料加入到步驟(2)得到的拌合物中，分別攪拌90～180s，即得到所述的新型3D打印破碎陶粒混凝土材料。

7.一種權利要求1-5任一所述的新型3D打印破碎陶粒混凝土材料的使用方法，該使用方法是：將上述混凝土材料泵送或機械輸送至3D打印機的打印噴頭內，靜置時間30～40min；設置打印噴頭出口截面積為200～220mm²，擠出速度為0.35～0.45m³/h，水平向打印速度為255～295m/h，垂直向打印速度為0.75～0.95m/h，噴頭打印高度為22～35mm，然后進行逐條逐層打印。