[发明专利]一种抗核爆防辐射3D打印混凝土

说明书

本发明公开了一种抗核爆防辐射3D打印混凝土，以重量份数计，所述混凝土包括胶凝材料80‑120份、特种砂70‑250份、金属粉10‑60份、纤维0.5‑10份、水20‑70份和外加剂1.3‑3.3份，所述胶凝材料包括水泥和超细粉。本发明提供的混凝土具有表观密度高、良好的工作性能和力学性能，可以实现在危险环境下自动化免模施工。

技术领域

本发明属于建筑材料和建造施工技术领域，特别涉及一种抗核爆防辐射3D打印混凝土。

背景技术

由于3D打印可以信息化建模，机械化施工，适合恶劣环境下的结构建造。因此，有必要根据3D打印的工艺探索一种抗核爆，屏蔽辐射的3D打印混凝土以适应极端背景下的工程建造需求。当前的抗爆和抗辐射混凝土配合比设计分别通过添加纤维提升抗爆耐磨能力，提升混凝土的密度增加抗冲击能力，增加吸收辐射的材料实现辐射的屏蔽能力。

我国GB/T34008-2017《防辐射混凝土》检测标准中明确规定，干表观密度不小于2800kg/m³、用于防护和屏蔽核辐射的即为防辐射混凝土。如申请号为CN201410836176的中国专利文献提出了一种抗爆耐磨混凝土及其制备方法。如申请号为CN201810448041、CN201610678212、CN201510173263、CN201310725989的中国专利文献提出了采用钢渣、矿渣等方法抗辐射混凝土及其制备方法。如申请号为CN103803901 A中国专利文献提出一种重晶石抗辐射泵送混凝土的配合比。但现有的抗爆抗辐射混凝土尚难以增材自制，叠合成型，不能满足3D打印的工作性要求。3D打印混凝土的配合比设计方面，已经有可适应不同强度，不同打印流程和工作性能的混凝土配合比设计，如申请号为CN201910134165、CN201810913908、CN201910133642的中国专利文献，但现有的3D打印混凝土无法实现抗核爆和屏蔽辐射的功能，无法应对特殊的工况要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种抗核爆防辐射3D打印混凝土，具有表观密度高、良好的工作性能和力学性能，可以实现在危险环境下自动化免模施工。

本发明提供如下技术方案：

一种抗核爆防辐射3D打印混凝土，以重量份数计，所述混凝土包括胶凝材料80-120份、特种砂70-250份、金属粉10-60份、纤维0.5-10份、水20-70份和外加剂1.3-3.3份，所述胶凝材料包括水泥和超细粉。

所述水泥选自硅酸盐水泥、铝酸盐水泥、硫铝酸盐水泥、钡水泥、镁水泥或鍶水泥中的一种或多种。

所述超细粉选自硅粉、超细粉煤灰、超细磷渣粉、超细矿渣粉或纳米级碳酸钙粉中的一种或多种。

所述特种砂选自重晶石砂、钢砂、铁砂、橄榄岩砂、玄武岩砂、硬硼钙石砂、硼铁石砂、硼镁石砂、硼玻璃砂、蛇纹石砂或铬矿砂中的一种或多种。

所述金属粉选自钢粉、铁粉、磁铁粉、硼粉或铬矿粉中的一种或多种。

所述纤维选自铅纤维、钢纤维、PVA纤维、FRP纤维或复合纤维中的一种或多种。

以重量份数计，所述外加剂包括减水剂1-2.5份、缓凝剂0.2-0.5份、引气剂0.1-0.3份。

所述减水剂选自聚羧酸系高效减水剂或萘系高效减水剂中的一种或组合。所述缓凝剂选自酒石酸、柠檬酸或葡萄糖酸钠中的一种或多种。所述引气剂选自松香酸钠或SJ-2皂素类。

优选的，所述混凝土包括胶凝材料85-98份、特种砂90-200份、金属粉2-60份、纤维0.5-2.5份、水27-32份、减水剂2.15-2.5份、缓凝剂0.2-0.25份、引气剂0.15-0.2份，所述胶凝材料包括水泥50-63份和超细粉27-35份。