[发明专利]一种可用于3D打印的轻质高延性水泥基复合材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种可用于3D打印的轻质高延性水泥基复合材料及其制备方法，所述水泥基复合材料由以下重量份组成：300‑400份的水泥，200‑300份的粉煤灰，100‑200份的稻壳灰，200‑250份的轻砂，100‑200份的玻璃微珠，12‑18份的高效减水剂，10‑20份的合成纤维，160‑200份的水。具体制备方法为：将300‑400份的水泥，200‑300份的粉煤灰，100‑200份的稻壳灰，200‑250份的轻砂，100‑200份的玻璃微珠混合搅拌均匀得到干料；然后将12‑18份的高效减水剂倒入160‑200份的水中搅拌均匀，加入到干料中混合搅拌均匀，得到浆料；再将10‑20份的合成纤维分散撒入浆料内，搅拌均匀得到可用于3D打印的轻质高延性水泥基复合材料。本发明具有制备方法简单，原材料种类少，所制备的水泥基复合材料满足可打印性要求，其轻质高强的特点提高了可建造性。

技术领域

本发明属于水泥基复合材料制备技术领域，具体涉及一种可用于3D打印的轻质高延性水泥基复合材料及其制备方法。

背景技术

高延性水泥基复合材料于上世纪90年代问世，属于高性能纤维增强水泥基复合材料的一种，是基于微观物理力学原理优化设计，具有应变硬化特性和多缝开裂特征的一种新型的工程用水泥基复合材料。因其高延性、超高韧性、高阻裂等不同于普通水泥基脆性的特性，受到业界广泛关注。结合微观结构与断裂力学理论，研究人员通过对纤维、基体以及界面优化设计，通过产生细密裂缝来实现假应变硬化的特性。

随着数字化建造技术的不断发展，3D打印混凝土吸引了大量企业和高校的目光，成为了目前研究的热点。混凝土的3D打印技术拥有许多优点：能够简化成型工艺和施工过程，施工速率得到大幅度提高；能将降低水泥用量并减少建筑垃圾的产生，提高水泥基复合材料的使用寿命，符合节能环保的发展要求；能减少施工人员的数量，节约工程成本；能实现各种复杂形状的混凝土制品的成型，满足人们日益增长的个性化设计要求。但是3D打印对混凝土的性能具有很高要求，在满足施工工作性要求的同时还需要具有较高的早期强度以及良好的层间粘结强度，从而保证施工效率和施工质量。

将轻质的高延性水泥基复合材料用于3D打印不仅能够解决传统施工方法钢筋结合处施工困难的问题，还能因其良好的力学性能作为结构材料并减轻建筑物自重来满足大型工程结构的需求，具有广阔的发展前景。公开号为CN 107500687 B的专利公开了一种用于3D打印的高延性纤维增强水泥基复合材料及其制备方法，该发明的原材料质量百分比组成为7.5～72％的水泥、0～68％的矿物掺合料、5～25％的水、0.6～6％的增强纤维、5～25％的骨料；余量为一种用于高延性纤维增强水泥基复合材料的外加剂组合物，通过外加剂组合物与骨料的优化设计调控材料的工作性和凝结硬化速度，提高了高延性纤维增强水泥基复合材料在3D打印中的可打印性和层间黏结强度。但该发明原材料种类复杂，制备繁琐，成本较高，而且容重较大，降低了3D打印的可建造性，不太能满足大型工程结构的需求。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种可用于3D打印的轻质高延性水泥基复合材料及其制备方法，本发明能够提高3D打印水泥基复合材料的工作性能和力学性能，满足可建造性要求。此外，本发明还要提供一种可用于3D打印的轻质高延性水泥基复合材料的制备方法。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：