[发明专利]一种用于低温环境下3D打印的抗冻混凝土及其施工方法

说明书

本发明公开了一种用于低温环境下3D打印的抗冻混凝土，以重量份数计，所述抗冻混凝土包括胶凝材料90‑125份、砂80‑105份、水性环氧树脂5‑15份、贝壳粉6‑12份、膨润土4‑9份、抗分散纤维0.5‑1份、减水剂2‑8份、引气剂0.6‑4份、抗冻剂8‑14份、缓凝剂0.15‑0.3份、絮凝剂0.5‑1.5份和水30‑70份；所述胶凝材料包括水泥55～85和超细粉15～40。本发明提供的抗冻混凝土具有良好抗冻性能和力学性能，适用于低温环境下3D打印，实现特殊气候环境下无人建造，免模施工。

技术领域

本发明属于建筑材料和土建施工技术领域，具体涉及一种用于低温环境下3D打印的抗冻混凝土及其制备方法。

背景技术

混凝在低温环境下的抗冻性能直接影响混凝土的使用寿命，并且容易出现裂缝及硬度不达标等情况。并且低温环境下进行混凝土浇筑比较困难。如申请号为CN201910659957.X的中国专利文献公开了一种用于低温环境的混凝土及其制备方法，所述混凝土包括以下质量百分数的物质：10～13wt％的水泥，0～3wt％的粉煤灰，0～1wt％的矿粉，20～28wt％的小石，20～28％wt的中石，4～8％wt的水，0.1～1％wt的复合外加剂，余量为砂。所述制备方法包含以下步骤：(1)按质量配比将称重好的水泥、粉煤灰、矿粉、砂、小石和中石依次混合搅拌均匀，再缓慢加入复合外加剂、水；(2)搅拌2～5min后振捣成型；(3)待混凝土静置硬化之后拆模，将试件放到标准养护室内养护7～90d龄期。低温环境下混凝土配合比设计还可以通过在混凝土中加入抗冻剂提升抗分散性能。如申请号为CN201810195694的中国专利文献提出了一种添加微纳米储热胶囊的早强抗冻混凝土的制备方法。

目前由于3D打印可以信息化建模，机械化施工，适合低温环境工程的无人建造，但现有的抗冻打印混凝土尚难以增材自制，叠合成型，不能满足打印的工作性要求，现有的3D打印混凝土无法实现低温环境下建造成型。因此开发一种可打印的抗冻混凝土，满足低温环境下的建造需求和抗冻性能是当前技术需求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于低温环境下3D打印的抗冻混凝土及施工方法，具有良好的抗冻性能和力学性能，适用于低温环境下3D打印，实现特殊气候环境下无人建造，免模施工。

本发明提供的技术方案为：

一种用于低温环境下3D打印的抗冻混凝土，以重量份数计，所述抗冻混凝土包括胶凝材料90-125份、砂80-105份、水性环氧树脂5-15份、贝壳粉6-12份、膨润土4-9份、抗分散纤维0.5-1份、减水剂2-8份、引气剂0.6-4份、抗冻剂8-14份、缓凝剂0.15-0.3份、絮凝剂0.5-1.5份和水30-70份；所述胶凝材料包括水泥55-85份和超细粉15-40份。

本发明所述的低温环境为气温从9.9℃至-40℃。

优选的，以重量份数计，所述抗冻混凝土包括胶凝材料90份、砂80-90份、水性环氧树脂9-10份、贝壳粉8-9份、膨润土6-7份、抗分散纤维0.5-1份、减水剂2.25-2.5份、引气剂0.2-3份、抗冻剂11-13份、缓凝剂0.15-0.3份、絮凝剂0.5-1份和水42-52份；所述胶凝材料包括水泥50-63份和超细粉27-40份。

所述水泥选自硅酸盐水泥、铝酸盐水泥或硫铝酸盐水泥中的一种或至少两种的组合；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至少两种的组合。

所述贝壳粉的粒度小于5μm，可有效提升抗冻混凝土密实度，降低孔隙率。所述贝壳粉为含有碱性蛋白酶、木瓜蛋白酶和胰蛋白酶的混合酶液处理后的贝壳研磨而成。

抗分散纤维可采用但不局限于FRP纤维，PVA纤维等；为不影响流畅打印挤出，所述抗分散纤维的长度不大于10mm，直径不大于40μm。