[發明專利]一種彩色3D打印砂漿及其制備方法

在審

• 申請號: 202011645107.3
• 申請日: 2020-12-31
• 公開（公告）號: CN112723829A
• 公開（公告）日: 2021-04-30
• 發明（設計）人: 肖世玉;和德亮;吳濤;羅小東;吳偉;楊軍;陶俊;楊貴淞
• 申請（專利權）人: 成都建工賽利混凝土有限公司
• 主分類號: C04B28/04
• 分類號: C04B28/04;B33Y70/10;C04B14/04;C04B14/22;C04B18/08;C04B22/02;C04B24/12
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• 代理人: 暫無信息

本申請涉及3D打印砂漿的領域，具體公開了一種彩色3D打印砂漿及其制備方法，包括以下組分：白色硅酸鹽水泥、石灰石粉、偏高嶺土、有機顏料、內養護劑、石英砂、纖維、減水劑、無堿速凝劑、早強劑、消泡劑、聚合物乳液、水；其制備方法包括以下步驟：S1，將石英砂和纖維混合均勻得到M1；S2，將水泥、石灰石粉、偏高嶺土、內養護劑與M1混合均勻得到M2；S3，將減水劑、早強劑、消泡劑和水混合均勻得到M3；S4，將聚合物乳液和有機顏料攪拌均勻得到M4；S5，將M3與M2混合攪拌均勻，邊攪拌邊加入M4，最后加入速凝劑混合均勻。其制得的砂漿流動性合適，觸變性好，擠出性能佳；打印完成后早期強度和后期強度發展良好，產品顏色鮮艷，耐候性佳。

技術領域

本申請涉及建筑材料領域，更具體地說，它涉及一種彩色3D打印砂漿及其制備方法。

背景技術

目前，3D打印技術是一種新型的快速成型技術，與傳統的制造技術迥然不同，以數字模型文件為基礎，利用計算機控制手段，通過打印機噴嘴擠出材料，逐層打印疊加材料來生成3D實體形狀。3D打印技術無需模具，還可以打印傳統工藝不能得到的曲線，極大方便制作個性化產品，對于形狀復雜構件也可以直接打印整體，相較于傳統工藝可以減少人工、節約原材料?；?D打印技術的特點，其在水泥基材料中的應用也可以為傳統建筑施工工藝帶來諸多優勢，可以使建筑設計師設計更加自由，突破傳統建筑技術的限制，設計打印結構更獨特的建筑，可以極大提高制作復雜結構時的速率，并降低難度，可以設計特殊的功能結構以滿足聲學、熱學等方面的要求，更加綠色環保，可有效節約材料、減少建筑垃圾粉塵，降低噪聲污染，不需要使用模板，節約人工，節約成本。

水泥基建筑3D打印材料主要原料采用水泥和礦物摻合料組成的復合膠凝材料，配以骨料，通過添加外加劑制備而成，可直接泵入建筑用3D打印機中應用于施工。研究表明，水泥基建筑3D打印材料首先要具有一定流動性和良好的觸變性，保證材料在受到剪切及壓力作用時變稀，能順利泵送至打印頭并連續擠出，從打印頭擠出后剪切作用消失材料變稠，又能抵抗自身及上層材料重力而保持擠出形態不變；然后，材料還要有合適的打印時間，保證材料在擠出前與新拌狀態不發生大的變化，有足夠的時間順利完成泵送擠出過程，在擠出堆積后能較快凝結硬化，有較高的早期強度，保證在打印到一定高度時底層材料能提供足夠的支撐，不至于出現明顯的沉降甚至傾斜坍塌，導致打印失敗。

目前，水泥基建筑3D打印材料使用的水泥主要分為兩類，快硬水泥和普通硅酸鹽水泥，采用快硬水泥，凝結硬化快、早期強度高，但在3D打印過程中觸變性差，且沒有足夠的打印時間；采用普通硅酸鹽水泥，凝結硬化慢、早期強度低，無法滿足3D打印過程中的豎直堆積性能，經常導致打印失敗。通常在制備3D打印彩色砂漿時，大都采用無機顏料，但無機顏料存在色譜不齊全，著色力低，顏色鮮艷度差等缺點，在制備彩色砂漿上存在較大局限。同時，由于3D打印采用擠出層層堆積方式成型，沒有經過振搗密實，使得彩色砂漿表面和內部有較多孔隙，較普通砂漿更易出現泛堿現象，影響表面美觀。

因此，亟需研發一種彩色3D打印砂漿以解決普通水泥基砂漿凝結時間長、觸變性不佳而導致的打印失敗、以及普通水泥基彩色砂漿顏色暗淡、耐候性不佳和表面容易泛堿的問題。

發明內容

為改善彩色3D打印砂漿的凝結時間和觸變性，提高砂漿打印時的擠出性能，解決彩色砂漿顏色暗淡和表面泛堿問題，提高彩色砂漿的耐候性，本申請提供一種彩色3D打印砂漿及其制備方法。

本申請提供的一種彩色3D打印砂漿及其制備方法采用如下的技術方案：

一種彩色3D打印砂漿，包括以下重量份的組分：白色硅酸鹽水泥50-70份、石灰石粉20-32份、偏高嶺土3-8份、有機顏料2-6份、內養護劑2-6份、石英砂90-120份、聚丙烯纖維0.8-1.1份、減水劑0.8-1.2份、無堿速凝劑3.2-5.1份、早強劑1.9-3.4份、消泡劑0.006-0.012份、聚合物乳液0.5-1.5份、水25-28份。