一种3D打印氯氧镁水泥混凝土制品及其养护方法技术

本发明专利技术公开一种3D打印氯氧镁水泥混凝土制品及其养护方法，所述氯氧镁水泥混凝土制品包括以下重量份原料：轻烧氧化镁100份，镁基标准砂100-150份，水渣砂0-70份，六水氯化镁130-200份，工程渣土0-40份，外加剂0.5-10份，干冰10-30份，水30-60份；本发明专利技术在氯氧镁水泥砂浆增材新拌浆体中加入干冰，低成本地降低氯氧镁水泥终凝前新拌浆体的温度，还便捷的在氯氧镁水泥新拌浆体中引入二氧化碳气体，使反应生成的氢氧化镁充分碳化，显著提高了氯氧镁水泥新拌浆体的碳化程度；将炼钢产生的水渣砂、工程渣土直接加入氯氧镁水泥混凝土制品中，资源化利用，将氯氧镁水泥砂浆增材用于3D打印，推动氯氧镁水泥的工程运用。

【技术实现步骤摘要】
一种3D打印氯氧镁水泥混凝土制品及其养护方法
本专利技术属于建筑材料领域，具体涉及一种3D打印氯氧镁水泥混凝土制品及其养护方法。
技术介绍
氯氧镁水泥是一种低能耗低碳绿色水泥，具有良好的发展前景。氯氧镁水泥在水化过程中放出大量热，通常采用降温设备进行降温处理，但氯氧镁水泥新拌净浆浆体，需要加水搅拌和搅拌后浇筑，常用降温设备很难满足要求，导致氯氧镁水泥混凝土制品碳化程度低；此外，作为一种绿色水泥，其3D打印方面的研究仍较少，严重限制其工业化发展和工程运用。此外，炼钢厂的水渣砂一般需要研磨成矿粉后才能进行利用，直接对水渣砂的高效资源化利用目前还缺乏有效的技术方案。同时，石英标准砂目前只能作为骨料参与3D打印增材制造中，由于不能参与水化反应而造成石英标准砂与水泥浆体之间的粘结界面成为硬化浆体的微观缺陷，现有技术缺乏可以与氯氧镁水泥进行反应的砂子等细骨料。同时，我国每年产生大量建筑垃圾，其中超过70％为工程渣土，由于工程渣土为硅酸盐混凝土中的有害杂质，不能直接添加到硅酸盐混凝土中，工程渣土难以直接利用造成环境问题。
技术实现思路
本专利技术提供一种3D打印氯氧镁水泥混凝土制品及其养护方法，解决目前氯氧镁水泥整体碳化程度低；缺少参与氯氧镁水泥反应的砂子细骨料；水渣砂、工程渣土难以高效资源利用技术问题。本专利技术公开一种3D打印氯氧镁水泥混凝土制品，包括以下重量份原料：轻烧氧化镁100份，镁基标准砂100150份，水渣砂070份，六水氯化镁130200份，工程渣土040份，外加剂0.510份，干冰1030份，水3060份。进一步地，所述氯氧镁水泥混凝土制品包括以下重量份原料，轻烧氧化镁100份，镁基标准砂120份，水渣砂60份，六水氯化镁160份，工程渣土50份，外加剂3份，干冰15份，水40份。进一步地，所述轻烧氧化镁中的氧化镁含量为88.6％，活性氧化镁含量为64.3％，所述轻烧氧化镁为工业级，平均粒径为135nm，比表面积为44m2/g。进一步地，所述六水氯化镁为工业级原料，细度为48μm，所述六水氯化镁的含量为48％。进一步地，所述外加剂为无水柠檬酸、一水柠檬酸、二水柠檬酸、无水柠檬酸钠、二水柠檬酸钠、无水碳酸钠、硼砂、硼酸、草酸和草酸钠中的一种或几种组合，所述外加剂为化学分析纯；所述干冰为米粒状，长度为5mm15mm。进一步地，所述镁基标准砂由不同颗粒的轻烧氧化镁和重烧氧化镁组成，所述镁基标准砂细度模数为3.5；所述水渣砂细度模数为3.8；所述工程渣土含砂量为55.92％，所含砂的细度模数为3.0。一种3D打印氯氧镁水泥混凝土制品制备方法，包括如下步骤：S101，将六水氯化镁、工程渣土、外加剂、水混合搅拌均匀；S102，在S101混合物里加入轻烧氧化镁、镁基标准砂、水渣砂搅拌均匀；S103，在S102混合物里加入干冰，并搅拌至干冰完全挥发，获得混凝土浆料；S104，将S103的混凝土浆料倒入3D打印机，再次添加干冰搅拌均匀并打印，即得氯氧镁水泥混凝土制品。一种3D打印氯氧镁水泥混凝土制品的养护方法，包括如下步骤：温控碳化养护、湿控碳化养护和储藏碳化养护；所述湿控碳化养护为干冰养护，所述温控碳化养护、储藏碳化养护为二氧化碳气体养护。所述养护的具体步骤如下：S201，制作参比样，在终凝前的氯氧镁水泥混凝土中预埋温度传感器；将所述氯氧镁水泥混凝土进行切割，带有温度传感器的为参比样，不带温度传感器的为试样；S202，所述参比样的温度传感器连接有温控器，所述温控器根据参比样的温度调节试样温度，进行温控碳化养护；S203，当参比样、试样表面温度再次降至室温，将参比样、试样进行湿控碳化养护。S204，将经S203养护完的参比样、试样进行储藏碳化养护，获得成品。进一步地，所述温控碳化养护设有温控碳化室，所设湿控碳化养护设有湿控碳化室，所述储藏碳化养护设有储藏碳化室；所述温控碳化室、储藏碳化室均设有二氧化碳装置，所述湿控碳化室设有干冰装置；所述温控碳化室二氧化碳浓度为7590％，二氧化碳气体压力7590kPa；温度4560℃；所述湿控碳化室的相对湿度8095％；所述储藏养护室的二氧化碳浓度8095％，温度1530℃，相对湿度8095％。进一步地，所述温控碳化室包括温控器、降温装置、升温装置；所述温控碳化室设有参比样放置台、试样台；所述降温装置、升温装置位于试样台外围，所述温控器与试样台通过温度传感器连接，所述降温装置、升温装置与温控器电连接；所述氯氧镁水泥混凝土周围放置干冰；所述湿控碳化室包括试样室、干冰存放室、干冰调控器、相对湿度调控仪；所述试样室通过温度传感器、干冰调控器和干冰存放室连接；所述试样室通过相对湿度传感器与相对湿度调控仪连接；所述储藏养护室设有温湿度调控仪；所述二氧化碳装置包括二氧化碳气体调控器、二氧化碳气体瓶、二氧化碳气体浓度传感器，所述二氧化碳气体调控器与二氧化碳气体瓶、二氧化碳气体浓度传感器连接；所述温控碳化室二氧化碳浓度为85％，二氧化碳气体压力85kPa；温度零下55℃；所述湿控碳化室的相对湿度94％；所述储藏养护室的二氧化碳浓度90％，温度25℃，相对湿度93％。本专利技术在氯氧镁水泥新拌浆体中加入干冰，低成本地降低了氯氧镁水泥终凝前新拌浆体的温度，还便捷的在氯氧镁水泥新拌浆体中引入二氧化碳气体，使反应生成的氢氧化镁充分碳化，显著提高了氯氧镁水泥新拌浆体的碳化程度；将炼钢后的水渣砂和工程渣土直接加入到氯氧镁水泥砂浆中，部分替代日益枯竭的天然砂，不仅环保地节约大量天然资源，同时创造明显的经济效益。将氯氧镁水泥砂浆增材用于3D打印，提高了氯氧镁水泥工业化水平，推动了氯氧镁水泥的工程运用。附图说明图1为氯氧镁水泥混凝土3D打印及其养护方法流程图；图2为氯氧镁水泥混凝土3D打印机示意图；图3为氯氧镁水泥混凝土3D打印专用喷头示意图；图4为氯氧镁水泥混凝土识别器示意图；图5为氯氧镁水泥混凝土温控碳化室示意图；图6为氯氧镁水泥混凝土湿控碳化室示意图；图7为氯氧镁水泥混凝土储藏养护室示意图。1，喷头；2，3D打印机支架；3，电机；4，电机控制线；5，搅拌器；6，料斗；7，喷嘴；8，干冰料斗；9，干冰控制器；10，3D打印驱动控制系统；11，支撑杆；12，螺旋片；13，搅拌叶；14，过滤网；15，排气槽；16，干冰；17，传送装置；18，识别器；19，温控碳化室；20，湿控碳化室；21，储藏养护室；22，打印传送装置；23，养护传送装置；24，参比样品传送装置；25，传送装置；26，图像识别装置；27，红外体积测量仪；28，质量测量装置；29，分类筛选机；30，控制显示器；31，参比样放置台；32，试样台；33，温控器；34，降温装置；35，升温装置；36，二氧化碳气体瓶；37，二氧化碳气体调控器；38，温控碳化显本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种3D打印氯氧镁水泥混凝土制品，其特征在于，所述氯氧镁水泥混凝土制品包括以下重量份原料：轻烧氧化镁100份，镁基标准砂100 150份，水渣砂070份，六水氯化镁130200份，工程渣土0 40份，外加剂0.5 10份，干冰10 30份，水30 60份。/n

【技术特征摘要】
1.一种3D打印氯氧镁水泥混凝土制品，其特征在于，所述氯氧镁水泥混凝土制品包括以下重量份原料：轻烧氧化镁100份，镁基标准砂100150份，水渣砂070份，六水氯化镁130200份，工程渣土040份，外加剂0.510份，干冰1030份，水3060份。


2.根据权利要求1所述的一种3D打印氯氧镁水泥混凝土制品，其特征在于，所述氯氧镁水泥混凝土制品包括以下重量份原料，轻烧氧化镁100份，镁基标准砂120份，水渣砂60份，六水氯化镁160份，工程渣土50份，外加剂3份，干冰15份，水40份。


3.根据权利要求2所述的一种3D打印氯氧镁水泥混凝土制品，其特征在于，所述轻烧氧化镁中的氧化镁含量为88.6％，活性氧化镁含量为64.3％，所述轻烧氧化镁为工业级，平均粒径为135nm，比表面积为44m2/g。


4.根据权利要求2所述的一种3D打印氯氧镁水泥混凝土制品，其特征在于，所述六水氯化镁为工业级原料，细度为48μm，所述六水氯化镁的含量为48％。


5.根据权利要求2所述的一种3D打印氯氧镁水泥混凝土制品，其特征在于，所述外加剂为无水柠檬酸、一水柠檬酸、二水柠檬酸、无水柠檬酸钠、二水柠檬酸钠、无水碳酸钠、硼砂、硼酸、草酸和草酸钠中的一种或几种组合，所述外加剂为化学分析纯；
所述干冰为米粒状，长度为5mm15mm。


6.根据权利要求2所述的一种3D打印氯氧镁水泥混凝土制品，其特征在于，所述镁基标准砂由不同颗粒的轻烧氧化镁和重烧氧化镁组成，所述镁基标准砂细度模数为3.5；所述水渣砂细度模数为3.8；所述工程渣土含砂量为55.92％，所含砂的细度模数为3.0。


7.一种如权利要求1-6所述的3D打印氯氧镁水泥混凝土制品制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
S101，将六水氯化镁、工程渣土、外加剂、水混合搅拌均匀；
S102，在S101混合物里加入轻烧氧化镁、镁基标准砂、水渣砂搅拌均匀；
S103，在S102混合物里加入干冰，并搅拌至干冰完全挥发，获得混凝土浆料；
S104，将S103的混凝土浆料倒入3D打印机，再次添加干冰搅拌均匀并打印，即得氯氧镁水泥混凝土制品。


8.一种如权利要1-6所述3D打印氯氧镁水泥混凝土制品的养护方法，...

【专利技术属性】
技术研发人员：寇世聪，罗富明，崔棚，
申请(专利权)人：深圳大学，
类型：发明
国别省市：广东;44