[发明专利]基于3D打印的混凝土及其制备方法、3D打印柱模板

权利要求书

1.一种3D打印柱模板，其特征在于：该3D打印柱模板采用基于3D打印的混凝土打印而成，且3D打印柱模板在受拉一侧配置有计算纵向钢丝，在受压一侧配置有纵向构造钢丝；所述计算纵向钢丝的面积通过以下公式确定：

f_yA_s=0.1N(h-b/2)，

f_y为钢丝的抗拉强度，单位为MPa，

A_s为钢丝的截面面积，单位为mm²，

N为柱子承担的实际荷载，单位为N，

h为3D打印柱模板的空心部分高度，单位为mm，

b为3D打印柱模板的实际厚度，单位为mm；

所述基于3D打印的混凝土由以下质量份数的原料制备而成：

普通硅酸盐水泥80～120份；

硅灰10～15份；

快凝快硬硫铝酸盐水泥4～7份；

石英砂60～85份，最大粒径为0.21mm；

水30～50份；

减水剂1～2份；

膨胀剂1～2份；

消泡剂0.4～0.6份；

引气剂0.02～0.04份；

纤维素0.04～0.06份；

聚乙烯醇纤维0.1～0.5份；

碳纤维0.05～0.15份。

2.根据权利要求1所述的3D打印柱模板，其特征在于：所述减水剂采用减水率大于25%的聚羧酸系高性能减水剂。

3.根据权利要求1或2所述的3D打印柱模板，其特征在于：所述的纤维素采用羧甲基纤维素钠。

4.根据权利要求1所述的3D打印柱模板，其特征在于：所述基于3D打印的混凝土的制备方法包括以下步骤：

A、按质量份数称取各原料；

B、将聚乙烯醇纤维、碳纤维与普通硅酸盐水泥、硅灰、快凝快硬硫铝酸盐水泥、石英砂、膨胀剂、纤维素以及消泡剂倒入搅拌机中混合5～10 min，得到均匀的干粉混合物；

C、将全部水和减水剂混合并搅拌均匀，制得水和减水剂的混合物；

D、将水和减水剂的混合物加入至干粉混合物中搅拌20～40s后，立刻加入引气剂，再接着搅拌3～8min，待全部原料均搅拌均匀后出料；

E、将出料后的混合物进行浇筑或运输到泵送车中，并由泵料管道将其泵送到打印喷头处挤出，即可进行打印样品制备。

5.根据权利要求4所述的3D打印柱模板，其特征在于：在步骤D中，所述的全部原料均搅拌的具体过程如下：在搅拌过程中用工具不断地将附着的水泥沿着搅拌机内壁刮下，搅拌停止后，将搅拌转子上未搅拌均匀的水泥迅速刮下，最后再搅拌2～4min。

6.根据权利要求1所述的3D打印柱模板，其特征在于：所述3D打印柱模板的模腔内表面为经喷砂或凿毛后的粗糙表面。

7.根据权利要求6所述的3D打印柱模板，其特征在于：所述3D打印柱模板的外表面涂抹有工程水泥基复合材料涂层。