[发明专利]一种用改性橡胶粉制备的3D打印轻质混凝土及其制备方法

说明书

本发明涉及建筑材料技术领域，特别涉及一种用改性橡胶粉制备的3D打印轻质混凝土及其制备方法。该3D打印轻质混凝土包括以下组分：水泥、矿物掺合料、改性橡胶粉、蜂窝陶瓷颗粒、纤维、消泡剂、速凝剂、减水剂、增稠剂、引气剂以及水；所述改性橡胶粉是由混合物M加入活化剂溶液中加热处理、并烘干处理而制得，其中，所述混合物M为橡胶粉与表面改性剂溶液的混合物。本发明将废弃橡胶轮胎、废弃蜂窝陶瓷资源化应用于3D打印轻质混凝土中，在节约成本和资源、保护环境的同时，保障所提供的3D打印轻质混凝土具有良好的流动性、可挤出性、建造性以及耐久性。

技术领域

本发明涉及建筑材料技术领域，特别涉及一种用改性橡胶粉制备的3D打印轻质混凝土及其制备方法。

背景技术

3D打印轻质混凝土技术是将3D打印技术与商品混凝土领域的技术相结合而产生的新型应用技术，其主要原理是将混凝土构件利用计算机进行3D建模和分割生产三维信息，然后将配制好的混凝土拌合物通过挤出装置，按照设定好的程序，通过机械控制，由喷嘴挤出进行打印，最后得到混凝土构件。

随着全球橡胶工业，特别是汽车工业的迅速发展，造成了大量废弃橡胶和废弃处理汽车尾气的蜂窝陶瓷堆积，包括废旧轮胎、胶管、胶带、胶鞋等，其中，以废旧轮胎的数量为最多。然而，由于废橡胶制品具有交联网络结构，不熔、不溶，因此不易降解。若采用填埋处理，对环境污染较大；直接焚烧，又会产生大量的有毒气体，带来大气污染。废橡胶被当今世界认为是“黑色污染源”。

因此，需要一种新技术将废弃橡胶和废弃蜂窝陶瓷进行资源化利用，将其应用于3D打印轻质混凝土中，解决废弃橡胶、废弃蜂窝陶瓷废弃浪费和造成污染的问题，从而有利于节约资源和保护环境。如何将废弃橡胶和废弃蜂窝陶瓷应用于3D打印轻质混凝土，并保障制得的3D打印轻质混凝土的抗压强度、流动性、可挤出性和建造性等性能要求，是如今迫切需要解决的技术问题。

发明内容

为解决上述背景技术中提到的问题，本发明提供一种用改性橡胶粉制备的3D打印轻质混凝土，其技术方案如下：

该用改性橡胶粉制备的3D打印轻质混凝土，其包括以下组分：水泥、矿物掺合料、改性橡胶粉、蜂窝陶瓷颗粒、纤维、消泡剂、速凝剂、减水剂、增稠剂、引气剂以及水；所述改性橡胶粉是由混合物M加入活化剂溶液中加热处理、并烘干处理而制得，其中，所述混合物M为橡胶粉与表面改性剂溶液的混合物。

在一些实施例中，所述橡胶粉与所述表面改性剂溶液的质量比为1：(8～14)，所述表面改性剂溶液的质量百分浓度为5％～10％；所述活化剂溶液与混合物M的质量比为1：(1.0～1.6)；所述活化剂溶液为硅酸钠和氨水的混合物，所述硅酸钠与氨水的质量比为1：(7～10)，其中，所述氨水的质量百分浓度为(20～30)％。

在一些实施例中，所述表面改性剂包括铝酸酯偶联剂、钛酸酯偶联剂、硅烷偶联剂中的一种或几种组合。

在一些实施例中，所述橡胶粉先与表面改性剂溶液在30℃～50℃下混合均匀形成所述混合物M；将所述混合物M加入活化剂溶液中，于50℃～60℃下加热处理20～36h形成混合物N，将混合物N过滤烘干制得所述改性橡胶粉。

在一些实施例中，所述改性橡胶粉的比表面积420m²/kg，且其密度＜2.13g/cm³；所述蜂窝陶瓷颗粒的粒径≤5mm，且其密度为0.5～1.0g/cm³。

在一些实施例中，按重量份数计，其组分包括：水泥100～300份，矿物掺合料60～100份，改性橡胶粉50～120份，蜂窝陶瓷颗粒300～500份，纤维2.0～6.0份，消泡剂1.0～7.0份，速凝剂2.0～6.0份，减水剂4.0～10份，增稠剂2.0～12份，引气剂1.0～4.0份以及水112～224份。