[发明专利]纤维增强3D打印高性能轻质混凝土及其制备和使用方法

权利要求书

1.一种纤维增强3D打印高性能轻质混凝土，按重量份数计，混凝土的组成和含量分别为：

快硬早强硫铝酸盐水泥3.5-5.9份；

粉煤灰0.57-1.28份；

硅灰0.23-0.0.59份；

石英砂2.8-3.7份，所述石英砂的平均粒径为40目-80目；

水1.7-2.1份；

减水剂0.025-0.035份；

长度为7-10mm的PVA纤维0.005-0.007份；

发泡剂0.09-0.2份；

粘度为2万-7万的羟丙基甲基纤维素0.02-0.05份。

2.根据权利要求1所述的纤维增强3D打印高性能轻质混凝土，其特征在于所述快硬早强硫铝酸盐水泥的比表面积为450m²/kg，密度为3.43g/cm³，标准稠度用水量为25.9％，初凝时间30min，终凝时间为60min，氧化钙含量为48.2％，硫铝比为3.5，碱度系数为0.9，3天抗折强度为7.2MPa，3天抗压强度为53MPa。

3.根据权利要求1所述的纤维增强3D打印高性能轻质混凝土，其特征在于所述粉煤灰的烧失量为7.1％，含水率为0.1％，氧化钙含量为3.7％，需水量比为104％，细度为45μm方孔筛筛余17.5％。

4.根据权利要求1所述的纤维增强3D打印高性能轻质混凝土，其特征在于所述硅灰的密度为2.3g/cm³，比表面积为25～29m²/g；所述石英砂的相对密度为2.65；所述减水剂为聚羧酸系减水剂，减水率大于30％，含固量为36.5％。

5.根据权利要求1所述的纤维增强3D打印高性能轻质混凝土，其特征在于所述尾发泡剂为茶皂素发泡剂，皂甙含量在80％以上，ph＝6～7。

6.一种权利要求1-5任一所述的纤维增强3D打印高性能轻质混凝土的制备方法，该制备方法包括以下步骤：

(1)按重量份数计，将上述原料分成四组，第一组为发泡剂0.09-0.2份和水0.05-0.3份，第二组为快硬早强硫铝酸盐水泥3.5-5.9份、粉煤灰0.57-1.28份、石英砂2.8-3.7份、硅灰0.23-0.0.59份和PVA纤维0.005-0.007份，第三组为水1.3-1.9份和减水剂0.04-0.06份，第四组为余量的水和0.02-0.05份的羟丙基甲基纤维素；

(2)将第一组的发泡剂和水混合，搅拌均匀后，通过发泡剂发泡待用

(3)将第二组和第三组的原料同时送入行星式搅拌机进行混合搅拌，至完全混合均匀，然后再将第一组稀释的发泡剂加入到上述已混合均匀的拌合物中，进行混合搅拌，至完全混合均匀；

(4)将第四组的材料加入步骤(3)中得到的浆液混合均匀，搅拌90-180s，即得到所述的纤维增强3D打印高性能轻质混凝土。

7.一种权利要求1-5任一所述的纤维增强3D打印高性能轻质混凝土的使用方法，该使用方法是：将上述混凝土泵送或机械输送至3D打印机的打印喷头内，静置时间30-40min，设置打印喷头出口截面积为180～200mm²，挤出速度为0.3-0.4m³/h，水平向打印速度为250-290m/h，然后进行打印。