[發(fā)明專利]3D打印水泥基材料的制備方法和水泥基打印構(gòu)件的制備方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210099552.7
• 申請(qǐng)日: 2022-01-27
• 公開（公告）號(hào): CN114315288A
• 公開（公告）日: 2022-04-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王伯林;楊敏;姚曉飛
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中交第一公路勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司
• 主分類號(hào): C04B28/04
• 分類號(hào): C04B28/04;C04B40/02;B33Y10/00;B33Y70/10
• 代理公司: 四川力久律師事務(wù)所 51221
• 代理人: 陳明龍

1.一種各向同性3D打印水泥基材料的制備方法，其特征在于，將所述水泥基材料的原料分成A、B、C、D四組，所述制備方法包括以下步驟：

(1)將A組原料：3-5份水、0.01-0.025份增稠劑、0.1-0.4份增強(qiáng)纖維混合，攪拌，得到A溶液；

(2)將C組原料：45-70份硅酸鹽水泥、5-20份粉煤灰、10-20份硅灰、10-30份礦粉、40-100份石英砂置于攪拌機(jī)中攪拌，攪拌2-6min后加入B組原料：0.15-0.4份減水劑、20-47份水，攪拌2-6min，再加入A溶液，混合攪拌均勻；

(3)將D組原料：40-100份石英砂加入步驟(2)中得到的混合溶液中，攪拌90-180s，得到3D打印水泥基材料。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述各向同性3D打印水泥基材料的制備方法，其特征在于，所述粉煤灰為F類一級(jí)；所述礦粉為S95礦粉；所述石英砂的規(guī)格為40-80目。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述各向同性3D打印水泥基材料的制備方法，其特征在于，所述增強(qiáng)纖維為PVA纖維；所述增稠劑為羥乙基甲基纖維素。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述各向同性3D打印水泥基材料的制備方法，其特征在于，所述水泥基材料中水膠比為0.3-0.4，砂膠比為1.0-1.5。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述各向同性3D打印水泥基材料的制備方法，其特征在于，所述水泥基材料按重量份數(shù)計(jì)包括以下原料：50-60份硅酸鹽水泥，6-10份粉煤灰，12-18份硅灰，18-25份礦粉，120-150份石英砂，30-40份水，0.2-0.3份減水劑，0.2-0.3份增強(qiáng)纖維，0.012-0.02份增稠劑。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述各向同性3D打印水泥基材料的制備方法，其特征在于，所述水泥基材料按重量份數(shù)計(jì)包括以下原料：56份硅酸鹽水泥，9份粉煤灰，14.5份硅灰，20.5份礦粉，130份石英砂，32.2～35.2份水，0.23份減水劑，0.21份增強(qiáng)纖維，0.016份增稠劑。

7.一種各向同性3D打印水泥基打印構(gòu)件的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1、將根據(jù)權(quán)利要求1-6任意一項(xiàng)所述各向同性3D打印水泥基材料的制備方法制備得到的所述水泥基材料放置到混凝土3D打印機(jī)的擠出設(shè)備內(nèi)；

S2、根據(jù)打印構(gòu)件的形狀和尺寸設(shè)置打印參數(shù)，使用混凝土3D打印機(jī)進(jìn)行打印形成初始混凝土構(gòu)件；

S3、將初始混凝土構(gòu)件靜置1-3天后，進(jìn)行蒸汽養(yǎng)護(hù)，得到水泥基打印構(gòu)件。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述各向同性3D打印水泥基打印構(gòu)件的制備方法，其特征在于，所述打印參數(shù)包括泵送速度、打印路徑、切片層高、擠出速度、行走軌跡速度、切片方向、填充模式、擠出工具端形狀。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述各向同性3D打印水泥基打印構(gòu)件的制備方法，其特征在于，擠出設(shè)備的擠出工具端形狀為矩形，每層切片層高設(shè)置為小于擠出工具端矩形短邊2-4mm，打印路徑間隔均為小于擠出工具端矩形長(zhǎng)邊0-2mm。

10.根據(jù)權(quán)利要求7所述各向同性3D打印水泥基打印構(gòu)件的制備方法，其特征在于，步驟S3中，蒸汽養(yǎng)護(hù)的參數(shù)為：升溫速度為10℃/h、恒溫時(shí)間為8-10h、恒溫溫度為60-70℃或升溫速度為15℃/h、恒溫時(shí)間為8h、恒溫溫度為60℃或升溫速度為20℃/h、恒溫時(shí)間為8h、恒溫溫度為50℃。