[發(fā)明專利]一種可調控流變性的3D打印混凝土、制備方法及打印工藝

在審

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• 申請日: 2022-05-07
• 公開（公告）號: CN114804791A
• 公開（公告）日: 2022-07-29
• 發(fā)明（設計）人: 劉超;姚羿舟;劉化威;武怡文;丁淑敏
• 申請（專利權）人: 西安建筑科技大學
• 主分類號: C04B28/06
• 分類號: C04B28/06;C04B18/08;C04B18/14;C04B24/38;B33Y70/10;B33Y10/00
• 代理公司: 西安恒泰知識產(chǎn)權代理事務所 61216
• 代理人: 孫雅靜

本發(fā)明公開了一種可調控流變性的3D打印混凝土、制備方法及打印工藝，可調控流變性的3D打印混凝土由以下成分按質量百分含量組成：水泥20％～25％；再生粗骨料30％～40％；細骨料20％～30％；水5％～12％；粉煤灰2％～4％；硅灰1％～2％；早強劑2％～5％；纖維0.02％～0.1％；纖維素醚0.02％～0.05％；超級塑化劑0.1％～0.4％；粘度改性劑0.05％～0.1％；增稠劑0.01％～0.05％。本發(fā)明采取“材料優(yōu)化?調整參數(shù)?整體提高”的設計思路，有效提高漿料打印的開放時間，實現(xiàn)精準調控拌合物可打印性和可建造性。使得3D打印再生粗骨料混凝土的力學性能和耐久性得到提高，同時再生粗骨料替代天然粗骨料符合綠色低碳的發(fā)展理念，因此該技術適用于實際工程，為3D打印再生粗骨料的推廣發(fā)展提供了理論支撐。

技術領域

本發(fā)明屬于建筑材料技術領域，特別涉及一種可調控流變性的3D打印混凝土、制備方法及打印工藝。

背景技術

近年來，傳統(tǒng)建筑業(yè)面臨產(chǎn)能落后、效率低下的發(fā)展困局，以數(shù)字化和自動化為特點的智能建造正在掀起一場深刻改變建筑業(yè)發(fā)展的巨大革命。3D打印混凝土技術是將水泥基材料層層堆積采用自下而上的制造方式將數(shù)字模型構建成實物的技術。3D打印混凝土技術以其高效建造、安全環(huán)保、自由設計等優(yōu)點正成為智能建造領域的凸出代表技術之一。

隨著城市化進程的逐漸加快，大量的建筑垃圾不斷產(chǎn)生，對生態(tài)環(huán)境的保護起到了嚴峻的考驗，建筑垃圾資源化、再生化可以實現(xiàn)廢棄混凝土的循環(huán)利用，是發(fā)展綠色低碳混凝土的重要措施之一。再生骨料部分替代或全部替代天然骨料已成為混凝土材料向著低碳環(huán)保發(fā)展的重要舉措。將再生粗骨料摻入3D打印混凝土以減少水泥等膠凝材料的方法使得3D打印混凝土更加符合綠色低碳的發(fā)展理念，同時現(xiàn)有3D打印技術大多采用砂漿為原料，其較差的整體性和抗震性能限制了3D打印混凝土技術的發(fā)展。加入再生粗骨料增強了3D打印混凝土結構的整體性，提高了3D打印混凝土結構的抗震性能。

但再生粗骨料在3D打印混凝土中應用存在一定的困難與挑戰(zhàn)，主要原因是再生粗骨料的加入導致骨料粒徑增大，且因為再生粗骨料的吸水率高、表面粗糙度高，造成骨料與骨料之間、骨料與凝膠顆粒之間的機械咬合力和相對摩擦力增大，使拌合物的屈服應力和塑性粘度大幅增加，顯著縮短開放時間，造成流變性離散性增大而難以控制，影響拌合物的可打印性。屈服應力增長過快會導致材料擠出后斷點及表觀裂紋增多，拌合物粘度過高會造成打印條撕裂或打印噴頭堵塞，使得3D打印無模堆疊制造無法完成。

發(fā)明內容

本發(fā)明主要目的在于提供一種可調控流變性的3D打印混凝土、制備方法及打印工藝，有效解決了3D打印混凝土漿料因加入再生粗骨料導致漿料流變性離散性增大難以控制的難題。

本發(fā)明的目的及解決其技術問題是采用以下技術方案來實現(xiàn)的。

一種可調控流變性的3D打印混凝土，由以下成分按質量百分含量組成：

水泥20％～25％；

再生粗骨料30％～40％；

細骨料20％～30％；

水5％～12％；

粉煤灰2％～4％；

硅灰1％～2％；

早強劑2％～5％；

纖維0.02％～0.1％；

纖維素醚0.02％～0.05％；

超級塑化劑0.1％～0.4％；

粘度改性劑0.05％～0.1％；

增稠劑0.01％～0.05％。

可選的，由以下原料按質量份數(shù)組成：