[发明专利]3D打印多功能型MPC水泥基复合材料的制备方法

摘要

本发明为3D打印多功能型MPC水泥基复合材料的制备方法，该制备方法利用纳米SiO2与硅藻土烧制成吸波集料并改性磷酸镁水泥，制成适用于3D打印的具有吸波与保温等多功能型磷酸盐水泥基复合材料。将该复合材料用于3D打印中，通过智能化、灵活化、无模化和精确化的3D打印技术将其打印成预设计结构，达到对混凝土结构电磁波吸收防护和增强保温的多重效果，工艺工序简便、易操作，混凝土结构的电磁防护效果和保温效果明显提高，稳定性好，拥有较好的应用前景。

主权项

1.一种3D打印多功能型MPC水泥基复合材料的制备方法，该方法包括下述步骤：第一步，原料准备：磷酸盐组分：MgO在1750℃煅烧45min，筛选粒径小于20μm；筛选高铁粉煤灰粒径在30‑45μm之间，密度大于2.8g/cm3，掺量为MgO质量分数的20％‑40％；磷酸二氢钾分析纯，掺量为MgO质量分数的75％；硼砂分析纯，掺量为MgO质量分数的5‑8％；碳纤维直径7μm，长径比为5:1，掺量为MgO质量分数的10％；水：去离子水，掺量为MgO质量的30％；减水剂为聚羧酸减水剂，掺量为水质量的5‑10％；吸波剂：1)纳米SiO2，粒径小于100nm，SiO2掺量为硅藻土质量的40％‑70％；2)硅藻土：将硅藻土磨细至直径20μm以下，酸洗过滤后用去离子水清洗至中性，再将其在60℃烘干至绝干；第二步，MPC水泥基材料制备：1)陶粒烧制：将SiO2、硅藻土混合均匀；加入水混合，之后进行高温煅烧，制出粒径为40～80μm的SiO2和硅藻土均匀分布的陶粒；2)打印型磷酸镁水泥制备：对陶粒进行进行预湿，陶粒掺量为MgO的10％～30％；将水和减水剂混合均匀，形成水溶液；按照mMgO:m高铁粉煤灰:m磷酸二氢钾:m硼砂:m水溶液＝1:0.4:0.75:0.05:0.3比例配制出1/4陶粒体积磷酸镁水泥浆体，并迅速用配好的磷酸镁水泥浆体与所有陶粒搅拌不少于3min，后将搅拌均匀材料均匀铺至塑料板上并常温养护15min，制备成磷酸镁水泥均匀涂覆在陶粒表面的吸波颗粒；将剩余组分材料与吸波颗粒搅拌混合均匀，至此多功能型磷酸镁水泥浆体配制完成。