[發明專利]一種高觸變性3D打印水泥基材料及其制備方法與應用

有效

• 申請號: 202011153369.8
• 申請日: 2020-10-26
• 公開（公告）號: CN112125618B
• 公開（公告）日: 2022-03-01
• 發明（設計）人: 蘆令超;陳明旭;徐嘉賓;趙丕琪;黃永波
• 申請（專利權）人: 濟南大學
• 主分類號: C04B28/06
• 分類號: C04B28/06;C01B32/05;C01B32/16;C01B32/198;B33Y70/10;B33Y10/00;C04B14/02;B33Y80/00
• 代理公司: 濟南光啟專利代理事務所(普通合伙) 37292
• 代理人: 張瑜

本發明涉及一種高觸變性3D打印水泥基材料及其制備方法與應用。按重量份計，所述水泥基材料的原料包括如下組分：復合膠凝組分65～100份、多孔碳材料0.1～0.4份、膨脹珍珠巖1～3份、石英砂20～40份、增稠劑0.5～1.5份、減水劑0.4～1.2份、水30～50份。本發明采用硅酸鹽和硫鋁酸鹽水泥組成的復合膠凝材料、多孔碳材料和外加劑協同調控3D打印水泥基材料的可擠出性能和力學性，使本發明提出的高觸變性3D打印水泥基材料能夠很好地滿足3D打印所必需的連續性和擠出性，從而獲得3D打印所必需的低變形和高力學性能，不僅可以使3D打印水泥基材料的觸變性好、打印結構穩定，還能改善其力學性能。

技術領域

本發明涉及3D打印水泥基材料技術領域，具體涉及一種高觸變性3D打印水泥基材料及其制備方法與應用。

背景技術

公開該背景技術部分的信息僅僅旨在增加對本發明的總體背景的理解，而不必然被視為承認或以任何形式暗示該信息構成已經成為本領域一般技術人員所公知的現有技術。

3D打印建筑技術是將建筑膠凝材料通過泵送或擠出裝置來進行三維結構建立的快速成型技術，其優勢在于：（1）建造速度快，縮短工期；（2）易構建異形結構，定制性強；（3）避免粉塵、揚塵產生，保護環境；（4）不需要過多的人力，節約成本。

盡管如此，但由于傳統水泥基材料在流變性、凝結時間以及強度等方面并不能滿足3D打印建筑的需要，需要研究專門的能夠適用于3D打印建筑技術的水泥基材料。除了3D打印建筑技術對打印材料的要求較高之外，更重要的是3D打印建筑技術和目前的打印材料之間存在匹配性較差的問題，導致難以實現三維實體結構和力學性能的穩定控制。通常，打印材料需具備可控的流變性能來降低打印結構的變形率，進而實現三維實體結構的穩定控制。

然而，由于目前的傳統水泥基材料存在進行3D打印時流變性能和早期力學性能較差、打印材料與擠出裝置的匹配性能較差，而且觸變性漿體會影響打印后實體結構的力學性能等方面的不足，使傳統水泥基材料難以在3D打印技術中進行實際應用。

發明內容

針對上述的問題，本發明的目的是提供一種高觸變性3D打印水泥基材料及其制備方法與應用。本發明的技術方案有效改善打印材料的觸變性和力學性能，使打印材料能夠滿足3D打印所必需的連續性和可擠出性能。為實現上述目的，具體地，本發明的技術方案如下所示：

在本發明的第一方面，提供一種高觸變性3D打印水泥基材料，按重量份計，其原料包括如下組分：