[发明专利]一种可以控制凝结时间的混凝土施工方法及其专用设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种可以控制凝结时间的混凝土施工方法及其专用设备，一种能为3D打印混凝土成型以及普通的混凝土成型提供施工方法和专用设备。

背景技术

人类的生存和发展史就是一部各种材料的发展史。建筑材料是伴随人类的发展而得到不断的更新、发展。混凝土材料具有凝结前的良好可塑性，硬化后的良好力学性能与耐久性等优良性能。因此，混凝土材料是目前应用最广泛的建筑材料，也是各种建造基础设施的优选基础性材料。混凝土可以根据胶凝材料的不同来分类，比如，硅酸盐类水泥混凝土，碱矿渣混凝土，硫铝酸盐混凝土，磷酸盐混凝土等。这些混凝土材料具有大致相同的技术性能。

3D打印建筑为未来的建筑提供新的方法。3D打印建筑通过逐层叠加混凝土油墨方式形成所需要的建筑结构。混凝土油墨的性能决定了3D建筑的施工质量和进度，特别是混凝土油墨的凝结时间和力学性能。混凝土油墨是现有3D建筑打印的核心技术，其配方和施工方法很少公开。为了保证混凝土3D打印建筑结构时的凝结时间，通常根据施工的速度，需要预定好固定的凝结时间确定在材料中添加固定比例的胶凝材料，一旦采用这种添加固定比例的胶凝材料经过拌合后，凝结时间不能轻易改变。专利文献“一种建筑物梁构件的3D打印方法”（申请号201310697608.X）介绍了一种利用热蒸汽提高混凝土的温度从而缩短凝结时间的方法，但这种热蒸汽来缩短凝结时间的方法虽然能缩短时间，但改变的效果较慢，可调整凝结时间的范围较窄，且受环境温度的影响很大，还是不能实现控制混凝土凝结时间的技术问题。

由于目前调整混凝土凝结时间的方法都是在混凝土中加入一定量的各种早强剂、速凝剂或缓凝剂等外加剂，通过改变外加剂的组分和剂量来调整的凝结硬化时间。存在混凝土的配合比一旦确定，其凝结、硬化时间就已经基本确定，不能使所制备的混凝土既具有良好的流动性、长的凝结时间，以满足搅拌、输送等施工性能要求又能快速凝结；另外，本申请人的专利申请，专利名称为“可以控制凝结时间的碱激发胶凝材料、控制方法及应用”（专利申请号2015100322160）的文献中介绍了利用外加电场控制完成浇筑成型后的碱激发胶凝材料配制的混凝土的凝结时间的技术。该技术由于是在成型后再根据需求调整和控制混凝土的凝结时间，并不适合成型前或成型过程中就需要控制混凝土凝结时间的要求，特别是不适合3D打印混凝土技术在成型过程中就需要控制混凝土凝结时间的要求。

发明内容

本发明的技术方案所要解决的技术问题是针对上述预先设定好早强剂、速凝剂或缓凝剂等外加剂，通过改变外加剂的组分和剂量来调整的凝结硬化时间技术方案中存在的混凝土凝结时间在材料确定后就不可调节控制的缺陷以及只是在混凝土成型后才调节控制凝结时间的不足，提出一种新的可以控制凝结时间的混凝土施工方法及专用设备，从而达到在施工过程中根据需要能改变混凝土凝结时间的效果，一方面能满足在成型前就能调整和控制混凝土的凝结时间的要求，另一方面又能使所制备的混凝土在成型前既具有良好的流动性、长的凝结时间，以满足搅拌、输送等施工性能要求，还能根据需求，快速方便的调整凝结时间，快速合理的提高混凝土早期强度，合理提高施工效率。

本发明的第一个目的是提供一种在挤出时控制碱激发胶凝材料凝结时间的施工方法；

本发明的第二个目的是提供一种采用上述施工方法的专用设备。

为实现本发明的第一个目的，本发明提供一种可以控制凝结时间的混凝土施工方法，包括以下步骤，

第一步，拌合，将所述混凝土的原材料与适量的拌合水、集料混合均匀形成混凝土拌合物，所述的混凝土原材料中至少包括有激发剂和粉状的含硅铝氧化物活性材料组成的胶凝材料；

第二步，泵送，采用输送泵，将拌合物通过输送管道，泵送到挤出装置；

第三步，挤出，将混凝土拌合物通过挤出口挤出；

第四步，成型，挤出后的拌合物形成所需尺寸与形状的建筑构件；

第五步，凝结硬化，建筑构件凝结硬化；

在所述的第二步泵送和第三步挤出之间，还包括有对混凝土拌合物进行外加电场的电处理步骤，经过外加电场电处理的拌合物通过挤出口后立即挤出。