一种高性能3D打印水泥及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种高性能3D打印水泥，其特征在于，以重量百分比计，所述水泥包括80％‑100％的硅酸盐质胶凝材料和0％‑20％的高贝利特硫铝酸盐水泥。该3D打印水泥的制备方法包括：混合专用水泥熟料和石膏的混合物、混合材料，并加入助磨剂磨制成硅酸盐质胶凝材料；按相应配方量提取高贝利特硫铝酸盐水泥；均匀混合硅酸盐质胶凝材料和高贝利特硫铝酸盐水泥，制得高性能3D打印水泥。本发明专利技术实施例制备的材料具有可打印性、较强的粘聚性和较快的凝固性，以解决现有3D打印水泥存在的材料流动性差、不易粘聚、凝结等待时间过长和打印材料落位后发生坍塌、变形等问题。

【技术实现步骤摘要】
一种高性能3D打印水泥及其制备方法
本专利技术涉及建筑材料
，尤其涉及一种高性能3D打印水泥及其制备方法。
技术介绍
随着科技水平的不断提高，3D打印技术正快速改变着人们的生产及生活方式。在建筑行业中，应用3D打印技术的“轮廓工艺”，根据设计图的指示，喷嘴在指定地点挤出建筑材料，通过逐层打印的方式来构造物体。由于逐层堆叠的构造方式，3D打印建筑对打印材料的和易性、快速凝固性、抗压性、抗折性等有较高的要求。因此，材料是3D打印技术发展的重要物质基础，建筑3D打印技术的实现离不开材料，材料的发展在很大程度上决定着3D打印技术能否有更广泛的应用。目前，在3D打印建筑领域中，大部分建筑用3D打印材料是在传统建筑原材料的基础上，对混凝土材料的改进与升级。依据建筑材料的使用性、施工性、经济性原则，通过对以水泥、矿物掺合料及固废粉体等为主的胶凝材料体系的改性和优化，研制开发出满足建筑用3D打印水泥是当前3D打印技术在建筑工程施工中应用的关键。但是现阶段可用于建筑施工3D打印的水泥非常短缺，一方面由于施工方式的特殊性，对3D打印水泥各方面的性能要求高，另一方面所配制的3D打印水泥还需与3D打印机的工作参数相匹配。因此，本领域的技术人员致力于开发一种高性能3D打印水泥的制备方法，使得制备得到的3D打印水泥具有可打印性、较强的粘聚性和较快的凝固性，保证3D打印水泥能顺利从打印机的喷头中喷出，可连续打印使水泥逐层堆叠，并能快速凝固，以解决现有3D打印水泥存在的材料流动性差、不易粘聚、凝结等待时间过长和打印材料落位后发生坍塌、变形等问题。
技术实现思路
有鉴于现有技术的上述缺陷，本专利技术所要解决的技术问题是提供一种高性能3D打印水泥的制备方法，使得制备得到的3D打印水泥具有可打印性、较强的粘聚性和较快的凝固性，保证3D打印水泥能顺利从打印机的喷头中喷出，可连续打印使水泥逐层堆叠，并能快速凝固，以解决现有3D打印水泥存在的材料流动性差、不易粘聚、凝结等待时间过长和打印材料落位后发生坍塌、变形等问题。为实现上述目的，本专利技术提供了一种高性能3D打印水泥，其特征在于，以重量百分比计，所述水泥包括80％-100％的硅酸盐质胶凝材料和0％-20％的高贝利特硫铝酸盐水泥。本专利技术还提供了一种高性能3D打印水泥的制备方法，包括：S100、混合专用水泥熟料和石膏的混合物、混合材料，并加入助磨剂磨制成硅酸盐质胶凝材料；S200、按相应配方量提取高贝利特硫铝酸盐水泥；S300、均匀混合硅酸盐质胶凝材料和高贝利特硫铝酸盐水泥，制得高性能3D打印水泥；S400、对所述高性能3D打印水泥进行性能测试。本专利技术的有益效果在于：本专利技术实施例在制备高性能3D打印水泥的过程中，通过对以水泥、矿物掺合料及固废粉体等为主的胶凝材料体系的改性和优化，通过精细的选择和特定的配比设计，达到良好的可建造性和可打印性效果，使所制得的3D打印水泥满足建筑工程施工中的各项性能要求。以下将结合附图对本专利技术的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本专利技术的目的、特征和效果。附图说明图1是本专利技术的一个较佳实施例的制备方法流程图。具体实施方式以下参考说明书附图介绍本专利技术的多个优选实施例，使其
技术实现思路
更加清楚和便于理解。本专利技术可以通过许多不同形式的实施例来得以体现，本专利技术的保护范围并非仅限于文中提到的实施例。本专利技术提供的制备一种高性能3D打印水泥的原材料以硅酸盐质胶凝材料和高贝利特硫铝酸盐水泥为主要原料，通过精细的原料挑选和特定的配比设计，均匀混合硅酸盐质胶凝材料和高贝利特硫铝酸盐水泥得到所述高性能3D打印水泥。本专利技术提供的制备高性能3D打印水泥的原材料包括80％-100％的硅酸盐质胶凝材料和0％-20％的高贝利特硫铝酸盐水泥，其中，所述硅酸盐质胶凝材料由80％-100％的专用水泥熟料和石膏的混合物、0％-20％的混合材料、0.02％-0.04％的助磨剂磨制而成，强度等级为52.5级，初凝时间≥90min，终凝时间≤600min，比表面积为350m2/kg-450m2/kg，密度为3.0m3/kg-3.5m3/kg；所述高贝利特硫铝酸盐水泥的比表面积为450m2/kg-650m2/kg，密度为2.8m3/kg-3.0m3/kg，强度等级为42.5级，初凝时间≥28min，终凝时间≤90min。如图1本专利技术的一个较佳实施例的制备方法流程图所示，包括以下步骤：S100、混合专用水泥熟料和石膏的混合物、混合材料，并加入助磨剂磨制成硅酸盐质胶凝材料其中，所述专用水泥熟料中的C3S含量在75％-85％之间，硅酸盐质胶凝材料中各组分质量百分含量为专用水泥熟料和石膏的混合物：80％-100％、混合材料：0％-20％、助磨剂：0.02％-0.04％；S200、按相应配方量提取高贝利特硫铝酸盐水泥其中，所述高贝利特硫铝酸盐水泥质量百分含量为0％-20％；S300、均匀混合硅酸盐质胶凝材料和高贝利特硫铝酸盐水泥，制得高性能3D打印水泥；S400、对所述高性能3D打印水泥进行性能测试其中，测试包括参照国家标准《GB/T17671-1999水泥胶砂强度试验》方法对本实施例材料进行抗压强度测试和利用水泥砂浆填缝枪对本实施例材料进行模拟挤出性及建造性试验。下面通过6个实施例来具体说明本专利技术的实施方式和效果。实施例180％的硅酸盐质胶凝材料配比20％的高贝利特硫铝酸盐水泥本实施例中将硅酸盐质胶凝材料、高贝利特硫铝酸盐水泥按照一定配比混合均匀，其中，硅酸盐质胶凝材料80％、高贝利特硫铝酸盐水泥20％；其中，硅酸盐水泥的强度等级为52.5，高贝利特硫铝酸盐水泥的强度等级为42.5；本实施例将配方量的硅酸盐质胶凝材料、高贝利特硫铝酸盐水泥进行搅拌得到3D打印水泥。实施例282％的硅酸盐质胶凝材料配比18％的高贝利特硫铝酸盐水泥本实施例中将硅酸盐质胶凝材料、高贝利特硫铝酸盐水泥按照一定配比混合均匀，其中，硅酸盐质胶凝材料82％、高贝利特硫铝酸盐水泥18％；其中，硅酸盐水泥的强度等级为52.5，高贝利特硫铝酸盐水泥的强度等级为42.5；本实施例将配方量的硅酸盐质胶凝材料、高贝利特硫铝酸盐水泥进行搅拌得到3D打印水泥。实施例385％的硅酸盐质胶凝材料配比15％的高贝利特硫铝酸盐水泥本实施例中将硅酸盐质胶凝材料、高贝利特硫铝酸盐水泥按照一定配比混合均匀，其中，硅酸盐质胶凝材料85％、高贝利特硫铝酸盐水泥15％；其中，硅酸盐水泥的强度等级为52.5，高贝利特硫铝酸盐水泥的强度等级为42.5；本实施例将配方量的硅酸盐质胶凝材料、高贝利特硫铝酸盐水泥进行搅拌得到3D打印水泥。实施例490％的硅酸盐质胶凝材料配比10％的高贝利特硫铝酸盐水泥本实施例中将硅酸盐质胶凝材料、高贝利特硫铝酸盐水泥按照一定配比混合均匀，其中，硅酸盐质胶凝材料90％、本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高性能3D打印水泥，以重量百分比计，所述水泥包括：/n80％-100％的硅酸盐质胶凝材料和0％-20％的高贝利特硫铝酸盐水泥。/n

【技术特征摘要】
1.一种高性能3D打印水泥，以重量百分比计，所述水泥包括：
80％-100％的硅酸盐质胶凝材料和0％-20％的高贝利特硫铝酸盐水泥。


2.如权利要求1所述的高性能3D打印水泥，其中，优选的，所述硅酸盐质胶凝材料由80％-100％的专用水泥熟料和石膏的混合物、0％-20％的混合材料、0.02％-0.04％的助磨剂磨制而成。


3.如权利要求1所述的高性能3D打印水泥，其中，所述硅酸盐质胶凝材料的强度等级为52.5级。


4.如权利要求1所述的高性能3D打印水泥，其中，所述硅酸盐质胶凝材料的初凝时间≥90min，终凝时间≤600min。


5.如权利要求1所述的高性能3D打印水泥，其中，所述硅酸盐质胶凝材料的比表面积为350m2/kg-450m2/kg，密度为3.0m3/kg-3.5m3/kg。


6.如权利要求1所述的高性能3D打印水泥，其中，所述高贝利特硫铝酸盐水泥的...

【专利技术属性】
技术研发人员：白明科，赵健，李海宏，杨国开，王红升，徐萍，
申请(专利权)人：尧柏特种水泥技术研发有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西;61