一种由固体废料组成的3D打印建筑材料的配方组成比例

本发明专利技术公开了一种由固体废料组成的3D打印建筑材料的配方，该配方具体包括：水泥、赤泥、灰、灰渣、减水剂、纤维、无机添加剂和水，本发明专利技术利用固体废料赤泥、灰和灰渣来作为3D打印建筑材料配方的主要原材料，使得建筑材料中水泥用量少，大部分材料为固体废料，实现了一个只需少量水泥，便可规模化利用固体废料作为原材料的3D打印材料配方，且在该3D打印材料配方中使用极少量无机添加剂，可极大缩短材料的初凝时间，从而符合3D打印材料的性能要求，同时，按照该配方所制成的建筑材料前期流动性好，塑形性能强，初凝时间短，后期成型后材料的最终强度高，抗压能力强，使得该配方制得的建筑材料能够更加符合3D打印材料的特点要求。料能够更加符合3D打印材料的特点要求。料能够更加符合3D打印材料的特点要求。

【技术实现步骤摘要】
一种由固体废料组成的3D打印建筑材料的配方


[0001]本专利技术涉及固体废料处理
，具体为一种由固体废料组成的3D打印建筑材料的配方。

技术介绍

[0002]赤泥是制铝工业提取氧化铝时排出的污染性废渣，其金属氧化物含量丰富，具有强碱性，成分、性质复杂以及多孔结构的特点，含有大量氧化铁(Fe2O3)，故表观呈现红色，一般平均每生产1吨氧化铝，附带产生1.0～2.0吨赤泥，截至2018年底，累积堆存的赤泥就已经超过了13亿吨，占地超过12万亩，在目前资源紧缺、环境保护日益重要的当今社会，赤泥的回收利用及综合治理已成为重点问题之一；
[0003]而目前，我国许多火力发电厂的的部分粉煤灰都得到了较好的应用，但仍有大量焚烧过程中产生的灰和灰渣没有利用，大量囤积不仅占用土地，也会对当地环境产生极为恶劣的影响，部分电厂会将其送到专门的处理厂处置，但每年的处置费用又是一笔不小的开支；
[0004]3D打印技术又称为增材制造技术，通过层层堆积采用自下而上的制造方式将数字模型构建成实物，3D打印技术从产生以来就因其简便且快捷的特点引起了全社会的极大关注同时也得到了迅速发展，所涉及的领域非常广泛，包括工业设计、建筑、汽车，航空航天、牙科、教育等领域，目前我国3D打印建筑采用的打印材料仍然是以混凝土作为主要的基础材料；
[0005]鉴于此，有必要研究开发一个可以对赤泥、灰渣、灰等固体废物进行规模化利用的3D打印建筑材料的配方，并将其应用于实践当中，以解决赤泥综合治理十分困难，以及电厂处置灰和灰渣处置费用高的问题。

技术实现思路

[0006]本专利技术提供一种由固体废料组成的3D打印建筑材料的配方，可以有效解决上述
技术介绍
中提出的赤泥综合治理十分困难，以及电厂处置灰和灰渣处置费用高的问题。
[0007]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种由固体废料组成的3D打印建筑材料的配方，该配方由以下原料组成，具体包括：水泥、赤泥、灰、灰渣、减水剂、纤维、无机添加剂和水；
[0008]该配方中各原料的所占份量为：水泥的量为20wt％，赤泥的量为40wt％，灰的量为7wt％，灰渣的量为33wt％，减水剂的量为0.2wt％，纤维的量为0.15wt％，无机添加剂的量为0.5wt％，水的量为固体总质量的30wt％。
[0009]根据上述技术方案，所述无机添加剂由无机物组成，添加剂为无机水溶液，质量分数为45％，无机物为硫酸铝；
[0010]所述减水剂为聚羧酸减水剂，所述纤维为聚丙烯纤维，所述水泥为硅酸盐水泥。
[0011]根据上述技术方案，所述赤泥、灰和灰渣为该配方的主要原材料。
[0012]根据上述技术方案，该配方在具体配制过程中，具体包括如下制备步骤：
[0013]S1、原料称量配制；
[0014]S2、加料混合搅拌；
[0015]S3、浆料流体输送；
[0016]S4、加料连续挤出。
[0017]根据上述技术方案，所述S1中，原料称量配制是指通过称量设备按照配方中各原料的份量配比来称取水泥、赤泥、灰、灰渣、减水剂、纤维和无机添加剂。
[0018]根据上述技术方案，所述S2中，加料混合搅拌是指在通过称量设备称取原料后，先将水泥、赤泥、灰和灰渣进行初步的搅拌混合处理，再将称量得到的减水剂和纤维掺入混合后的水泥、赤泥、灰和灰渣内，并将减水剂和纤维与混合后的水泥、赤泥、灰和灰渣再次进行搅拌混合处理，初步得到混合物；
[0019]在水泥、赤泥、灰、灰渣、减水剂和纤维通过搅拌混合处理后，得到混合物时，在混合物内再加入适量的水，再次将水和混合物进行混合搅拌处理，制成浆料。
[0020]根据上述技术方案，所述S3中，浆料流体输送是指在步骤S2中制得的浆料必须为具有一定流动性的浆料，可通过流体泵等输送设备将浆料输送至打印喷头。
[0021]根据上述技术方案，所述S4中，加料连续挤出是指通过输送机将浆料输送至打印喷头前端，同时加入无机添加剂，混合均匀，再通过3D打印设备和打印喷头来将物料挤出；
[0022]根据上述技术方案，在浆料与无机添加剂通过打印成型后，需要对成型的建筑材料进行强度测试，强度测试具体是指对打印成型后建筑材料的抗压程度进行测试；
[0023]在具体测试过程中，选择一块成型后待测试的建筑材料，计算该建筑材料测试面的面积，该面积为该建筑材料的剖面面积，记该面积为S(CM2)，在计算完建筑材料的剖面面积后，将该建筑材料水平放置，再通过具有压力记录功能的液压机来对该建筑材料进行持续均匀的施加压力，直至该压力将建筑材料进行压裂，并记录该建筑材料压裂时液压机所提供的压力，记该压力为F(N)；
[0024]记该建筑材料的抗压强度为P，则抗压强度
[0025]与现有技术相比，本专利技术的有益效果：
[0026]1、本专利技术利用固体废料赤泥、灰和灰渣来作为3D打印建筑材料配方的主要原材料，使得建筑材料中水泥用量少，大部分材料为固体废料，实现了一个只需少量水泥，便可规模化利用固体废料作为原材料的3D打印材料配方，且在该3D打印材料配方中使用极少量无机添加剂，可极大缩短材料的初凝时间，从而符合3D打印材料的性能要求，同时，按照该配方所制成的建筑材料前期流动性好，塑形性能强，初凝时间短，后期成型后材料的最终强度高，抗压能力强，使得该配方制得的建筑材料能够更加符合3D打印材料的特点要求；
[0027]2、通过以上对固体废料赤泥、灰和灰渣大规模化的进行利用，以此既减少了赤泥、灰渣等对环境的污染，降低了企业对赤泥、灰渣的处置难度和费用成本，同时在生产建筑材料时又可以节约大量的水泥等胶凝材料，降低了3D打印建筑材料的成本，使得3D打印建筑材料的生产更加趋于节能和环保，符合当前发展的需求。
[0028]3、在根据该配方生产建筑材料后，通过对成型的建筑材料进行强度测试，以此使得建筑材料在打印成型后能够及时的获取其强度信息，同时防止建筑材料不经测试直接投
入使用，导致后续产生建筑工程上的安全隐患。
附图说明
[0029]附图用来提供对本专利技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本专利技术的实施例一起用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的限制。在附图中：
[0030]图1是本专利技术配方的配制流程示意图。
具体实施方式
[0031]以下结合附图对本专利技术的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。
[0032]实施例：如图1所示，本专利技术提供一种技术方案，一种由固体废料组成的3D打印建筑材料的配方，该配方由以下原料组成，具体包括：水泥、赤泥、灰、灰渣、减水剂、纤维、无机添加剂和水；
[0033]该配方中各原料的所占份量为：水泥的量为20wt％，赤泥的量为40wt％，灰的量为7wt％，灰渣的量为33wt％，减水剂的量为0.2wt％，纤维的量为0.15wt％，无机添加剂的量为0.5wt％，水的量为固体总质量的30wt本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种由固体废料组成的3D打印建筑材料的配方，其特征在于：该配方由以下原料组成，具体包括：水泥、赤泥、灰、灰渣、减水剂、纤维、无机添加剂和水；该配方中各原料的所占份量为：水泥的量为10
‑
30wt％，赤泥的量为20
‑
60wt％，灰的量为5
‑
35wt％，灰渣的量为20
‑
50wt％，减水剂的量为0.1
‑
1wt％，纤维的量为0.1
‑
0.5wt％，无机添加剂的量为0.1
‑
1wt％，水的量为总固体质量的25
‑
45wt％。2.根据权利要求1所述的一种由固体废料组成的3D打印建筑材料的配方，其特征在于：该配方中各原料的优选份量为：水泥的量为20wt％，赤泥的量为40wt％，灰的量为7wt％，灰渣的量为33wt％，减水剂的量为0.2wt％，纤维的量为0.15wt％，无机添加剂的量为0.5wt％，水的量为总固体质量的30wt％。3.根据权利要求1所述的一种由固体废料组成的3D打印建筑材料的配方，其特征在于：所述无机添加剂由无机物组成，添加剂为无机水溶液，质量分数为10％
‑
70％，无机物为硫酸铝、硫酸钠、氯化钙、偏铝酸钠和水玻璃中的一种或多种混合物；所述减水剂为聚羧酸减水剂、萘系减水剂、蒽系减水剂和磺系减水剂中的一种，所述纤维为聚丙烯纤维、钢纤维、碳纤维和玻璃纤维中的一种，所述水泥为硅酸盐水泥、硫铝酸盐水泥中的一种或两种混合物。4.根据权利要求1所述的一种由固体废料组成的3D打印建筑材料的配方，其特征在于：所述赤泥、灰和灰渣为该配方的主要原材料，主要原材料包括但不限于赤泥、灰和灰渣，亦可是建筑垃圾、污泥、矿渣、汉白玉粉和其他固体废料。5.根据权利要求1所述的一种由固体废料组成的3D打印建筑材料的配方，其特征在于：该配方在具体配制过程中，具体包括如下制备步骤：S1、原料称量配制；S2、加料混合搅拌；S...

【专利技术属性】
技术研发人员：于宁瑞，王晗，马幸，
申请(专利权)人：上海国惠环境科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：