[發(fā)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(yīng)用

有效

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• 申請日: 2020-10-26
• 公開（公告）號: CN112125618B
• 公開（公告）日: 2022-03-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 蘆令超;陳明旭;徐嘉賓;趙丕琪;黃永波
• 申請（專利權(quán)）人: 濟(jì)南大學(xué)
• 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(jì)南光啟專利代理事務(wù)所(普通合伙) 37292
• 代理人: 張瑜

本發(fā)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(yīng)用。按重量份計(jì)，所述水泥基材料的原料包括如下組分：復(fù)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(fā)明采用硅酸鹽和硫鋁酸鹽水泥組成的復(fù)合膠凝材料、多孔碳材料和外加劑協(xié)同調(diào)控3D打印水泥基材料的可擠出性能和力學(xué)性，使本發(fā)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(xù)性和擠出性，從而獲得3D打印所必需的低變形和高力學(xué)性能，不僅可以使3D打印水泥基材料的觸變性好、打印結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，還能改善其力學(xué)性能。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及3D打印水泥基材料技術(shù)領(lǐng)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(yīng)用。

背景技術(shù)

公開該背景技術(shù)部分的信息僅僅旨在增加對本發(fā)明的總體背景的理解，而不必然被視為承認(rèn)或以任何形式暗示該信息構(gòu)成已經(jīng)成為本領(lǐng)域一般技術(shù)人員所公知的現(xiàn)有技術(shù)。

3D打印建筑技術(shù)是將建筑膠凝材料通過泵送或擠出裝置來進(jìn)行三維結(jié)構(gòu)建立的快速成型技術(shù)，其優(yōu)勢在于：（1）建造速度快，縮短工期；（2）易構(gòu)建異形結(jié)構(gòu)，定制性強(qiáng)；（3）避免粉塵、揚(yáng)塵產(chǎn)生，保護(hù)環(huán)境；（4）不需要過多的人力，節(jié)約成本。

盡管如此，但由于傳統(tǒng)水泥基材料在流變性、凝結(jié)時(shí)間以及強(qiáng)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(shù)的水泥基材料。除了3D打印建筑技術(shù)對打印材料的要求較高之外，更重要的是3D打印建筑技術(shù)和目前的打印材料之間存在匹配性較差的問題，導(dǎo)致難以實(shí)現(xiàn)三維實(shí)體結(jié)構(gòu)和力學(xué)性能的穩(wěn)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(jié)構(gòu)的變形率，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)三維實(shí)體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定控制。

然而，由于目前的傳統(tǒng)水泥基材料存在進(jìn)行3D打印時(shí)流變性能和早期力學(xué)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(huì)影響打印后實(shí)體結(jié)構(gòu)的力學(xué)性能等方面的不足，使傳統(tǒng)水泥基材料難以在3D打印技術(shù)中進(jìn)行實(shí)際應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

針對上述的問題，本發(fā)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(yīng)用。本發(fā)明的技術(shù)方案有效改善打印材料的觸變性和力學(xué)性能，使打印材料能夠滿足3D打印所必需的連續(xù)性和可擠出性能。為實(shí)現(xiàn)上述目的，具體地，本發(fā)明的技術(shù)方案如下所示：

在本發(fā)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(jì)，其原料包括如下組分：