[发明专利]一种速凝3D打印水泥基材料及应用

说明书

本发明公开了一种速凝3D打印水泥基材料及应用，其特点是按质量份数计，包括如下成分：OPC水泥、SAC水泥、砂、水、减水剂、体积稳定剂、碳酸锂；体积稳定剂包括触变剂和增稠剂，触变剂为有机膨润土，增稠剂为聚丙烯酸乳胶，减水剂为聚羧酸高效减水剂。本发明的有益效果是：1)在对比单一的OPC水泥或者SAC水泥性能时，凝结时间以及力学性能都有一定的提高；并且流动性、挤出性、可见造性等都符合了3D打印的标准；2)对比于完全采用SAC水泥来制备3D打印材料，本发明SAC水泥的掺量较少，经济成本大大降低；3)实用性好，根据配方制备的3D打印试件与用同样配合比的浇筑成型试件做对比，打印试件的强度损失率小于15％。

技术领域

本发明属于建筑水泥基材料技术领域，尤其涉及一种速凝3D打印水泥基材料及其在建筑3D打印领域的应用。

背景技术

建筑3D打印因其智能化程度高、建造速度快、降低劳动力需求等优势，具有广阔的发展前景，也越来越多的引起人们的关注与研究。3D打印水泥基材料在制备过程中需要控制的关键性能指标包括流动性、挤出性、可建造性、凝结时间及强度等。其中凝结时间和强度作为2个主要性能指标，对发挥3D打印快速建造优势有着重要影响。目前，常用到的调节水泥基材料凝结时间的方法是用不同的品种水泥如快硬硫铝酸盐水泥，以及掺入合适的外加剂。缺点是，普通硅酸盐水泥其凝结时间较长，而快硬硫铝酸盐水泥价格较高。

发明内容

1.要解决的技术问题

针对现有技术中采用普通硅酸盐水泥或者是快硬硫铝酸盐水泥制得3D打印水泥基材料，普通硅酸盐水泥其凝结时间较长，而快硬硫铝酸盐水泥价格较高，本发明的目的在于制备一种普通硅酸盐水泥和快硬硫铝酸盐水泥的混合调节适当的比例，综合两者的优点得出优质的速凝3D打印水泥基材料，性能优异，在对比单一的OPC水泥或者SAC水泥性能时，凝结时间以及力学性能都有一定的提高；并且其其他工作性能如流动性、挤出性、可见造性等都符合了3D打印的标准。

2.技术方案

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种速凝3D打印水泥基材料，其特点是按质量份数计，包括如下成分：OPC水泥(普通硅酸盐水泥)850份，SAC水泥(快硬硫铝酸盐水泥)140-180份，砂1200-1400份，水320-360份，减水剂2.4-2.8份，体积稳定剂8-12份，碳酸锂(Li₂CO₃)0.08-0.1份；所述体积稳定剂包括触变剂和增稠剂，触变剂和增稠剂的配比为10∶1。

在本发明一个具体的实施例中，所述触变剂为有机膨润土，所述增稠剂为聚丙烯酸乳胶，所述减水剂为聚羧酸高效减水剂。

在本发明一个具体的实施例中，所述SAC水泥(快硬硫铝酸盐水泥)按质量份数计可以为140份、150份、160份、170份、180份、140-150份、150-160份、160-170份、170-180份。

在本发明一个具体的实施例中，所述砂按质量份数计可以为1200份、1250份、1300份、1350份、1400份、1200-1300份、1300-1400份。

在本发明一个具体的实施例中，所述水按质量份数计可以为320份、325份、330份、335份、340份、345份、350份、355份、360份、320-330份、330-340份、340-350份、350-360份。

在本发明一个具体的实施例中，所述减水剂按质量份数计可以为2.4份、2.5份、2.6份、2.7份、2.8份。

在本发明一个具体的实施例中，所述体积稳定剂按质量份数计可以为8份、9份、10份、11份、12份、8-10份、9-11份。