【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于3d打印混凝土，尤其是涉及一种3d打印混凝土流变性能调控方法。
技术介绍
1、3d打印混凝土是一项面向未来的新兴智能建造技术，其具有不需要模板、施工效率高、造型丰富等优点。然而，3d打印要求混凝土具有较好的流动度，以确保其能在泵送管道中顺畅流动(可泵送性)及连续稳定挤出的要求(可打印性)；同时，又要求砂浆流动度不能太高，否则会影响连续可打印层数，降低3d打印的可建造性。如何解决可泵送性、可打印性和可建造性之间的矛盾，一直是3d打印混凝土
的热点和难点之一。
2、对于上述可泵送性、可打印性和可建造性之间的矛盾，目前学术界以及业界主要采用的解决方式是寻找一个平衡点，以同时满足可泵送性、可打印性、可建造性所要求的流变性能，依据该平衡点设计打印材料的配合比。但此方法限制了打印材料的配合比的适用范围，并且提高了打印材料中水泥的用量，进而增加了此技术的碳足迹。
3、最近几年，一种“按需凝固”的3d打印混凝土技术概念被提出。此技术的特点是可以对混凝土的流变性能进行更精确的控制，按照需求在即将打印时调整打印材料的流变性能。将高流动度的混凝土材料通过泵送至打印头，而随后在喷嘴附近注入速凝剂并与混凝土结合，旨在加速凝结并改善混凝土的流变性能，使其挤出后能具备一定强度。然而，这种技术存在降低混凝土的后期力学性能和耐久性能，增加材料成本，混合不均匀等缺点。
4、除此之外，另外一种类似“按需凝固”的方法——碳化搅拌，也在不久前被提出。其使用co2作为促凝剂，加快混凝土材料的硬化和凝结，从而提高可建造
5、因此，3d打印混凝土的可泵送性与可建造性之间的矛盾仍待解决，亟待开发一种新型的3d打印混凝土流变性能调控方法。
技术实现思路
1、本专利技术的目的就是为了克服现有技术存在的缺陷提供一种3d打印混凝土流变性能调控方法，以解决3d打印混凝土可泵送性与可建造性之间的矛盾。
2、本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：
3、本专利技术提供一种3d打印混凝土流变性能调控方法，包括以下步骤：
4、s1：制备混凝土打印浆料；
5、所述混凝土打印浆料包括以下重量份组分：
6、
7、s2：将混凝土打印浆料输入加压碳化搅拌器内，密封后通入co2；
8、s3：当co2气压为0.05-0.5mpa(以大气压为零点)时进行加压碳化搅拌，即可得到具有高可建造性的混凝土材料。
9、进一步地，步骤s1中，所述水泥熟料包括硅酸盐水泥及熟料、铝酸盐水泥及熟料、硫铝酸盐水泥及熟料中的一种或多种。
10、进一步地，步骤s1中，所述矿物掺合料包括粉煤灰、硅灰、矿粉、玻璃粉、钢渣、再生粉、石灰石粉中的一种或多种。所述矿物掺合料能与co2反应生成碳酸盐，加速凝结，并提高挤出后材料的强度。
11、进一步地，步骤s1中，所述骨料包括河砂、机制砂、再生砂中的一种或多种。
12、进一步地，步骤s1中，所述混凝土外加剂包括减水剂、缓凝剂、增稠剂、早强剂中的一种或多种。
13、更进一步地，所述减水剂包括聚羧酸型减水剂、木质素磺酸盐型减水剂、萘系减水剂、三聚氰胺型减水剂等；所述缓凝剂包括磷酸盐型减水剂、硼砂、蔗糖等；所述增稠剂包括羟丙基甲基纤维素醚、聚丙烯酸钠等；所述早强剂包括氯盐类早强剂、硫酸盐类早强剂、偏铝酸钠等。
14、进一步地，步骤s1中，所述水选自自来水或纯净水。
15、进一步地，步骤s2中，每kg所述混凝土打印浆料通入的co2气体流量为3-5l/min。
16、进一步地，步骤s2中，所述co2选自浓度≥99％的工业级co2或浓度≥30％的工业废气。
17、进一步地，步骤s2中，所述加压碳化搅拌器包括：装置主体；设于装置主体内的搅拌桨，所述搅拌桨连接有能驱动其转动的电机；设于装置主体顶部的混凝土进料口，用于输入混凝土打印浆料；设于装置主体底部的混凝土出料口，用于排出高可建造性的混凝土材料；设于装置主体上用于通入co2的co2进料口，所述co2进料口上设有流量计和气阀；设于装置主体上的气压表，用于监测装置主体内的气压状况。
18、更进一步地，所述加压碳化搅拌器为气密性良好的搅拌器，能够手动或自动控制co2的通入以及混凝土材料的进料和出料。
19、进一步地，步骤s3中，所述碳化的时间为20-240s。
20、进一步地，步骤s3中，所述搅拌的转速为100-300rpm。
21、进一步地，步骤s3中，所述碳化搅拌的目标和易性为150-180mm。
22、(1)本专利技术在3d打印混凝土浆料前对混凝土浆料进行加压碳化搅拌处理，可以有效促进混凝土材料从具有高工作性能向具有高可建造性转变，解决了混凝土材料在运输泵送和打印时流变性能上的矛盾。
23、(2)本专利技术将加压和碳化搅拌相结合，有效提高了碳化搅拌的速度和效果，能够在更短的时间内、更大程度上改善混凝土材料的流变性能和可建造性，同时保持较高的抗压强度，有望将制得的3d打印混凝土材料应用于3d打印建筑中。
24、(3)本专利技术的混凝土流变性能调控方法可以在较短的时间内，降低碳化搅拌后的混凝土材料流动度，加快硬化速度，早期强度得到强化，从而高效迅速地改善3d打印混凝土的可建造性。
25、(4)本申请的加压碳化搅拌器具有较好的气密性，并可以通过气压表监测装置内co2的气压，有利于减少co2的逸散，提高碳化反应的效率和速度，充分发挥co2的碳化作用。
26、(5)本专利技术使用的co2可以是来自于工厂生产的工业废气，通过消纳这些高co2含量的工业废气，本专利技术能够进一步降低3d打印建筑的碳排放。
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1.一种3D打印混凝土流变性能调控方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种3D打印混凝土流变性能调控方法，其特征在于，步骤S1中，所述水泥熟料包括硅酸盐水泥及熟料、铝酸盐水泥及熟料、硫铝酸盐水泥及熟料中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的一种3D打印混凝土流变性能调控方法，其特征在于，步骤S1中，所述矿物掺合料包括粉煤灰、硅灰、矿粉、玻璃粉、钢渣、再生粉、石灰石粉中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的一种3D打印混凝土流变性能调控方法，其特征在于，步骤S1中，所述骨料包括河砂、机制砂、再生砂中的一种或多种。
5.根据权利要求1所述的一种3D打印混凝土流变性能调控方法，其特征在于，步骤S1中，所述混凝土外加剂包括减水剂、缓凝剂、增稠剂、早强剂中的一种或多种。
6.根据权利要求1所述的一种3D打印混凝土流变性能调控方法，其特征在于，步骤S2中，所述CO2选自浓度≥99％的工业级CO2或浓度≥30％的工业废气。
7.根据权利要求1所述的一种3D打印混凝土流变性能调控方法，其特征在于，步
8.根据权利要求1所述的一种3D打印混凝土流变性能调控方法，其特征在于，步骤S3中，所述加压碳化搅拌的时间为20-240s。
9.根据权利要求1所述的一种3D打印混凝土流变性能调控方法，其特征在于，步骤S3中，所述搅拌的转速为100-300rpm。
10.根据权利要求1所述的一种3D打印混凝土流变性能调控方法，其特征在于，步骤S3中，所述加压碳化搅拌的目标和易性为150-180mm。
...【技术特征摘要】
1.一种3d打印混凝土流变性能调控方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种3d打印混凝土流变性能调控方法，其特征在于，步骤s1中，所述水泥熟料包括硅酸盐水泥及熟料、铝酸盐水泥及熟料、硫铝酸盐水泥及熟料中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的一种3d打印混凝土流变性能调控方法，其特征在于，步骤s1中，所述矿物掺合料包括粉煤灰、硅灰、矿粉、玻璃粉、钢渣、再生粉、石灰石粉中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的一种3d打印混凝土流变性能调控方法，其特征在于，步骤s1中，所述骨料包括河砂、机制砂、再生砂中的一种或多种。
5.根据权利要求1所述的一种3d打印混凝土流变性能调控方法，其特征在于，步骤s1中，所述混凝土外加剂包括减水剂、缓凝剂、增稠剂、早强剂...
【专利技术属性】
技术研发人员：李龙，何尧，肖建庄，于淼，王长昊，
申请(专利权)人：同济大学，
类型：发明
国别省市：
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