[发明专利]3D打印水泥基材料的制备方法和水泥基打印构件的制备方法

权利要求书

1.一种各向同性3D打印水泥基材料的制备方法，其特征在于，将所述水泥基材料的原料分成A、B、C、D四组，所述制备方法包括以下步骤：

(1)将A组原料：3-5份水、0.01-0.025份增稠剂、0.1-0.4份增强纤维混合，搅拌，得到A溶液；

(2)将C组原料：45-70份硅酸盐水泥、5-20份粉煤灰、10-20份硅灰、10-30份矿粉、40-100份石英砂置于搅拌机中搅拌，搅拌2-6min后加入B组原料：0.15-0.4份减水剂、20-47份水，搅拌2-6min，再加入A溶液，混合搅拌均匀；

(3)将D组原料：40-100份石英砂加入步骤(2)中得到的混合溶液中，搅拌90-180s，得到3D打印水泥基材料。

2.根据权利要求1所述各向同性3D打印水泥基材料的制备方法，其特征在于，所述粉煤灰为F类一级；所述矿粉为S95矿粉；所述石英砂的规格为40-80目。

3.根据权利要求2所述各向同性3D打印水泥基材料的制备方法，其特征在于，所述增强纤维为PVA纤维；所述增稠剂为羟乙基甲基纤维素。

4.根据权利要求1所述各向同性3D打印水泥基材料的制备方法，其特征在于，所述水泥基材料中水胶比为0.3-0.4，砂胶比为1.0-1.5。

5.根据权利要求1所述各向同性3D打印水泥基材料的制备方法，其特征在于，所述水泥基材料按重量份数计包括以下原料：50-60份硅酸盐水泥，6-10份粉煤灰，12-18份硅灰，18-25份矿粉，120-150份石英砂，30-40份水，0.2-0.3份减水剂，0.2-0.3份增强纤维，0.012-0.02份增稠剂。

6.根据权利要求5所述各向同性3D打印水泥基材料的制备方法，其特征在于，所述水泥基材料按重量份数计包括以下原料：56份硅酸盐水泥，9份粉煤灰，14.5份硅灰，20.5份矿粉，130份石英砂，32.2～35.2份水，0.23份减水剂，0.21份增强纤维，0.016份增稠剂。

7.一种各向同性3D打印水泥基打印构件的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、将根据权利要求1-6任意一项所述各向同性3D打印水泥基材料的制备方法制备得到的所述水泥基材料放置到混凝土3D打印机的挤出设备内；

S2、根据打印构件的形状和尺寸设置打印参数，使用混凝土3D打印机进行打印形成初始混凝土构件；

S3、将初始混凝土构件静置1-3天后，进行蒸汽养护，得到水泥基打印构件。

8.根据权利要求7所述各向同性3D打印水泥基打印构件的制备方法，其特征在于，所述打印参数包括泵送速度、打印路径、切片层高、挤出速度、行走轨迹速度、切片方向、填充模式、挤出工具端形状。

9.根据权利要求8所述各向同性3D打印水泥基打印构件的制备方法，其特征在于，挤出设备的挤出工具端形状为矩形，每层切片层高设置为小于挤出工具端矩形短边2-4mm，打印路径间隔均为小于挤出工具端矩形长边0-2mm。

10.根据权利要求7所述各向同性3D打印水泥基打印构件的制备方法，其特征在于，步骤S3中，蒸汽养护的参数为：升温速度为10℃/h、恒温时间为8-10h、恒温温度为60-70℃或升温速度为15℃/h、恒温时间为8h、恒温温度为60℃或升温速度为20℃/h、恒温时间为8h、恒温温度为50℃。