[發(fā)明專利]一種3D打印混凝土纖維材料織網(wǎng)增強(qiáng)構(gòu)件及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010401271.3
• 申請(qǐng)日: 2020-05-13
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111620621B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-05-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 姚一鳴;於家勉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 東南大學(xué)
• 主分類號(hào): C04B28/04
• 分類號(hào): C04B28/04;B33Y80/00;B33Y70/10;B33Y10/00
• 代理公司: 南京眾聯(lián)專利代理有限公司 32206
• 代理人: 周蔚然

1.一種3D打印混凝土纖維材料織網(wǎng)增強(qiáng)構(gòu)件的制備方法，其特征在于，

所述構(gòu)件是由纖維材料織網(wǎng)和3D打印混凝土層組合而成；

所述構(gòu)件為環(huán)形模殼構(gòu)件；

所述制備方法的具體步驟如下：

步驟1，高性能3D打印混凝土砂漿的制備：

首先將水泥、黃沙、硅灰、淀粉醚、纖維素醚和礦渣粉按比例混合干拌，拌勻后加入觸變潤(rùn)滑劑、葡萄糖酸鈉緩凝劑、聚羧酸系減水劑和水，繼續(xù)攪拌，直至形成黏性膠狀物，制備高性能3D打印混凝土砂漿；

所述高性能3D打印混凝土砂漿包含以下組分：

黃沙；標(biāo)號(hào)P·II52.5或以上的硅酸鹽水泥；礦渣粉；硅灰；水；聚羧酸系減水劑；葡萄糖酸鈉緩凝劑；淀粉醚；纖維素醚；觸變潤(rùn)滑劑；

重量百分比：黃砂45.0%，水泥22.5%，礦渣粉13.5%，硅灰9.0%，葡萄糖酸鈉緩凝劑0.135%，淀粉醚0.0202%，纖維素醚0.0202%，觸變潤(rùn)滑劑0.09%，聚羧酸系減水劑0.81%，9%水；

步驟2，準(zhǔn)備纖維材料織網(wǎng)：

將裁剪后的纖維編織網(wǎng)放入環(huán)氧樹(shù)脂膠中浸泡3-10s，取出后用刷子在表面抹勻，放入空氣中固化1至2日，待用；

步驟3，根據(jù)所需構(gòu)件尺寸，使用3D打印機(jī)噴頭擠出一層復(fù)數(shù)條相同、緊密并列的細(xì)混凝土條；

步驟4，根據(jù)構(gòu)件的尺寸、構(gòu)件種類、力學(xué)性能確定纖維材料織網(wǎng)的鋪設(shè)方向，并在5分鐘內(nèi)完成鋪設(shè)；

縱向鋪設(shè)所述纖維材料織網(wǎng)，在所述纖維材料織網(wǎng)的內(nèi)側(cè)及外側(cè)交替打印混凝土形成環(huán)形模殼構(gòu)件，內(nèi)外側(cè)混凝土打印時(shí)間間隔小于5分鐘；豎向放置的環(huán)形纖維材料織網(wǎng)高于兩側(cè)混凝土高度2cm；

步驟5，根據(jù)所需構(gòu)件尺寸，使用3D打印機(jī)噴頭在下層混凝土層上打印混凝土；

步驟6， 重復(fù)步驟4、步驟5直至達(dá)到所需混凝土構(gòu)件的高度；

步驟7， 最后在混凝土構(gòu)件表面覆蓋塑料膜，常溫下自然養(yǎng)護(hù)，即得到纖維材料織網(wǎng)增強(qiáng)的3D打印混凝土構(gòu)件，所述自然養(yǎng)護(hù)的時(shí)間不少于28天。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種3D打印混凝土纖維材料織網(wǎng)增強(qiáng)構(gòu)件的制備方法，其特征在于，步驟2所述的纖維織網(wǎng)由玄武巖纖維編制而成，玄武巖纖維編織網(wǎng)尺寸為8mm×8mm，所述的玄武巖纖維直徑為10-15μm，抗拉強(qiáng)度為3000MPa。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種3D打印混凝土纖維材料織網(wǎng)增強(qiáng)構(gòu)件的制備方法，其特征在于，步驟4中所述的鋪設(shè)纖維編織網(wǎng)，還包括橫向鋪設(shè)。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種3D打印混凝土纖維材料織網(wǎng)增強(qiáng)構(gòu)件的制備方法，其特征在于，步驟4中所述的鋪設(shè)纖維編織網(wǎng)橫向鋪設(shè)在混凝土層上，在底層纖維織網(wǎng)層上，間隔布置混凝土層及纖維織網(wǎng)層形成梁構(gòu)件，纖維織網(wǎng)應(yīng)覆蓋混凝土層，纖維織網(wǎng)長(zhǎng)、寬方向均超出混凝土層2cm。