CN108675671A - 一种3d打印混凝土专用触变剂 - Google Patents
一种3d打印混凝土专用触变剂 Download PDFInfo
- Publication number
- CN108675671A CN108675671A CN201810601982.8A CN201810601982A CN108675671A CN 108675671 A CN108675671 A CN 108675671A CN 201810601982 A CN201810601982 A CN 201810601982A CN 108675671 A CN108675671 A CN 108675671A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- printing
- concrete
- agent
- thixotropic agent
- printing concrete
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 239000004567 concrete Substances 0.000 title claims abstract description 92
- 238000010146 3D printing Methods 0.000 title claims abstract description 72
- 239000013008 thixotropic agent Substances 0.000 title claims abstract description 36
- 239000006260 foam Substances 0.000 claims abstract description 15
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims abstract description 14
- 239000008394 flocculating agent Substances 0.000 claims abstract description 13
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 claims abstract description 13
- 229920000620 organic polymer Polymers 0.000 claims abstract description 12
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims abstract description 11
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 3
- -1 alkyl phenol ethylene oxide Chemical compound 0.000 claims description 9
- 229920002401 polyacrylamide Polymers 0.000 claims description 6
- CSNNHWWHGAXBCP-UHFFFAOYSA-L Magnesium sulfate Chemical compound [Mg+2].[O-][S+2]([O-])([O-])[O-] CSNNHWWHGAXBCP-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 4
- VCJMYUPGQJHHFU-UHFFFAOYSA-N iron(3+);trinitrate Chemical compound [Fe+3].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O VCJMYUPGQJHHFU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 125000001931 aliphatic group Chemical group 0.000 claims description 2
- RUTXIHLAWFEWGM-UHFFFAOYSA-H iron(3+) sulfate Chemical compound [Fe+3].[Fe+3].[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O RUTXIHLAWFEWGM-UHFFFAOYSA-H 0.000 claims description 2
- 229910000360 iron(III) sulfate Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910052943 magnesium sulfate Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 235000019341 magnesium sulphate Nutrition 0.000 claims description 2
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 claims 1
- 239000011575 calcium Substances 0.000 claims 1
- 229920005610 lignin Polymers 0.000 claims 1
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 claims 1
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 claims 1
- FGIUAXJPYTZDNR-UHFFFAOYSA-N potassium nitrate Chemical group [K+].[O-][N+]([O-])=O FGIUAXJPYTZDNR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 22
- 238000005086 pumping Methods 0.000 abstract description 11
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 abstract description 9
- 238000003756 stirring Methods 0.000 abstract description 9
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 4
- 239000004566 building material Substances 0.000 abstract description 3
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 abstract description 2
- 238000007639 printing Methods 0.000 description 35
- 230000009974 thixotropic effect Effects 0.000 description 28
- 239000004570 mortar (masonry) Substances 0.000 description 21
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 20
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 17
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 16
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 16
- 239000000463 material Substances 0.000 description 16
- 239000004568 cement Substances 0.000 description 14
- 238000007670 refining Methods 0.000 description 14
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 11
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 10
- 229920005646 polycarboxylate Polymers 0.000 description 10
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 10
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 238000013461 design Methods 0.000 description 9
- 238000011056 performance test Methods 0.000 description 8
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 8
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 7
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 7
- 239000011229 interlayer Substances 0.000 description 7
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 7
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 7
- 230000009191 jumping Effects 0.000 description 6
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 4
- 208000037656 Respiratory Sounds Diseases 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 230000001788 irregular Effects 0.000 description 3
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 3
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 3
- UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N Iron oxide Chemical compound [Fe]=O UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- NIPNSKYNPDTRPC-UHFFFAOYSA-N N-[2-oxo-2-(2,4,6,7-tetrahydrotriazolo[4,5-c]pyridin-5-yl)ethyl]-2-[[3-(trifluoromethoxy)phenyl]methylamino]pyrimidine-5-carboxamide Chemical compound O=C(CNC(=O)C=1C=NC(=NC=1)NCC1=CC(=CC=C1)OC(F)(F)F)N1CC2=C(CC1)NN=N2 NIPNSKYNPDTRPC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000009471 action Effects 0.000 description 2
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 2
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 2
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- YIXJRHPUWRPCBB-UHFFFAOYSA-N magnesium nitrate Chemical compound [Mg+2].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O YIXJRHPUWRPCBB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 2
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 2
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 2
- RZYKUPXRYIOEME-UHFFFAOYSA-N CCCCCCCCCCCC[S] Chemical compound CCCCCCCCCCCC[S] RZYKUPXRYIOEME-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 206010016807 Fluid retention Diseases 0.000 description 1
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 1
- MKYBYDHXWVHEJW-UHFFFAOYSA-N N-[1-oxo-1-(2,4,6,7-tetrahydrotriazolo[4,5-c]pyridin-5-yl)propan-2-yl]-2-[[3-(trifluoromethoxy)phenyl]methylamino]pyrimidine-5-carboxamide Chemical compound O=C(C(C)NC(=O)C=1C=NC(=NC=1)NCC1=CC(=CC=C1)OC(F)(F)F)N1CC2=C(CC1)NN=N2 MKYBYDHXWVHEJW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N Nitrate Chemical compound [O-][N+]([O-])=O NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L Sulfate Chemical compound [O-]S([O-])(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 230000000274 adsorptive effect Effects 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 229920005551 calcium lignosulfonate Polymers 0.000 description 1
- RYAGRZNBULDMBW-UHFFFAOYSA-L calcium;3-(2-hydroxy-3-methoxyphenyl)-2-[2-methoxy-4-(3-sulfonatopropyl)phenoxy]propane-1-sulfonate Chemical compound [Ca+2].COC1=CC=CC(CC(CS([O-])(=O)=O)OC=2C(=CC(CCCS([O-])(=O)=O)=CC=2)OC)=C1O RYAGRZNBULDMBW-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 238000012512 characterization method Methods 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 230000002596 correlated effect Effects 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000004925 denaturation Methods 0.000 description 1
- 230000036425 denaturation Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000009881 electrostatic interaction Effects 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 239000010419 fine particle Substances 0.000 description 1
- 238000005189 flocculation Methods 0.000 description 1
- 230000016615 flocculation Effects 0.000 description 1
- 239000011381 foam concrete Substances 0.000 description 1
- 239000004088 foaming agent Substances 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 description 1
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 238000001802 infusion Methods 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- VTHJTEIRLNZDEV-UHFFFAOYSA-L magnesium dihydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Mg+2] VTHJTEIRLNZDEV-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000000347 magnesium hydroxide Substances 0.000 description 1
- 229910001862 magnesium hydroxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 230000010534 mechanism of action Effects 0.000 description 1
- 239000004482 other powder Substances 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 239000011376 self-consolidating concrete Substances 0.000 description 1
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 description 1
- 238000010008 shearing Methods 0.000 description 1
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 1
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000008719 thickening Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B40/00—Processes, in general, for influencing or modifying the properties of mortars, concrete or artificial stone compositions, e.g. their setting or hardening ability
- C04B40/0028—Aspects relating to the mixing step of the mortar preparation
- C04B40/0039—Premixtures of ingredients
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
- B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
- B33Y70/00—Materials specially adapted for additive manufacturing
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B28/00—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
Abstract
本发明公开一种3D打印混凝土专用触变剂，由下列原料按重量百分比组成：无机絮凝剂92‑98%；有机高分子触变早强剂1‑4%；稳泡剂1‑4%。由本发明专用触变剂及混凝土配合比配制的3D打印混凝土能够在搅拌、泵送和挤出过程中具有非常强的触变性，在承担后续多层覆盖荷载也不发生明显变形；具有良好的流变性能，打印过程不开裂；具有的稳泡能力，可实现内部气泡基本不逸出而使3D打印混凝土表面平整；兼具早强性能，可实现3D打印房屋材料的凝结时间缩短，有利于在多层覆盖荷载后也不发生明显变形。因而该触变剂及混凝土具有原材料获取简单、成本低、制作工艺简单等优点，而且能极大改善3D打印混凝土的可打印性、外表面的平整度和早期强度。
Description
技术领域
本发明涉及混凝土材料领域，尤其涉及一种满足可泵送性、可挤出性和良好建造性的高触变性混凝土的添加剂，具体是一种3D打印混凝土的专用触变剂。
背景技术
3D打印技术的概念在上个世纪70年代提出，它是一种快速成型的技术，通常被称为增材制造(additive manufacturing)。它的基本原理是，将目标物在电脑上用3D模型呈现出来，然后将模型分块分层，打印机分层打印，层层叠加，最后形成完整的物体。3D打印技术被称为“第三次工业革命”的开始。随着3D打印技术的快速发展，人们开始研究在建筑领域中的应用，相对于传统建造方式，混凝土3D打印环保、节能和安全，如果实现大规模应用，必将给人类带来极大的方便。
3D打印技术对混凝土提出了如下特殊性能要求：(1)流变性，3D打印混凝土一般是通过泵送的方式将材料输送至打印头，需要打印材料具有良好的流变性，具有一定的可泵送性；(2)可挤出性，打印混凝土在压力作用下通过打印头挤出时，应能保持良好的均匀性；(3)可建造性，材料挤出至设计位置后需保持一定的形状，并且在第二层材料叠上来前，第一层材料应具有一定的承载力，而不发生明显变形。形状保持能力一方面取决于浆体的触变性和凝结速度，另一方面取决于打印层厚度和打印的速度。如材料不具备良好的形状保持能力，难以打印出设计外形。
触变剂的作用机理是触变剂在水泥基材料中能形成絮凝结构。当新拌水泥基材料受到剪切作用时，所形成的的絮凝结构被打破，恢复流动性；当剪切作用停止时，水泥基材料中重新形成絮凝结构，流动性降低。
目前大部分水泥基触变剂都是适用于预应力灌浆、自流平混凝土和自密实混凝土中，比如申请号为201410283518.0名为“一种水泥基体系用触变剂及其制备方法”主要适用于大流动度体系，主要解决混凝土和易性问题。申请号为201310459296.9名为“一种预拌砂浆保水触变剂及其制备方法”更多的是提高砂浆的保水性和粘聚性。申请号为201611221165.7名为“一种水泥基体系用触变剂的制备方法”制备的液体触变剂不利于3D打印建筑干粉料的工厂化生产。申请号为201610894393.4名为“聚羧酸减水剂用触变剂、触变型聚羧酸减水剂及其应用”中白炭黑主要通过吸附水起到触变作用，而聚羧酸减水剂是通过空间位阻或者静电作用释放颗粒间水分，减少新拌混凝土用水量，增强用水量和耐久性。申请号为201710567069.6名为“一种环保型泡沫混凝土砌块及其制备方法”十二烷基硫酸钠作为发泡剂并不能起到絮凝作用，且不在无机盐范畴内，同时其中的聚丙烯酰胺作为稳泡剂的一种，不具备触变早强作用，聚丙烯酰胺在合理掺量范围内才能起到发挥触变早强作用，掺量低仅仅起到增稠或触变作用，掺量高，触变性过高，材料需要强大的剪切力才能破坏絮凝结构，难以实现流动性能。针对这些问题，3D打印混凝土必须采用合适的触变剂，能够满足流动性、泵送性、可挤出性和可建造性要求，这对3D打印技术在建筑行业上的应用会有很大的推动。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术存在的缺陷，提供一种3D打印混凝土专用触变剂。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种3D打印混凝土专用触变剂，所述触变剂由下列原料按重量百分比组成：
无机絮凝剂92-98％；
有机高分子触变早强剂1-4％；
稳泡剂1-4％；
上述各组分之和为100％。
进一步方案，所述无机絮凝剂为硝酸镁、硝酸铁、硫酸镁、硫酸铁中的一种。
进一步方案，所述稳泡剂为木质素磺酸钙、高级脂肪醇衍生物、烷基酚环氧乙烷中的一种。
进一步方案，所述有机高分子触变早强剂为聚丙烯酰胺。
与现有技术相比，本发明的有益效果：3D打印混凝土一般为水泥基材料，其pH值为9～13，为碱性环境。本发明利用无机絮凝剂在新拌3D打印混凝土中水解生成碱性凝胶(氢氧化铁或氢氧化镁)，和聚丙烯酰胺在新拌3D打印混凝土中对细小颗粒的电中和和吸附架桥作用而使悬浮微粒集聚形成的絮凝结构，使新拌3D打印混凝土具有一定的触变性，而稳泡剂可降低剪切过程中气泡的逸出而造成的新拌3D打印混凝土的流动性、可挤出性的降低和硬化3D打印混凝土的表面气孔。而聚丙烯酰胺可提高3D打印混凝土的密实度，具有早强性能，同时硫酸根离子或硝酸根离子对水泥水化具有促进作用，两种作用共同实现了3D打印房屋材料的凝结时间缩短，更有利于在多层覆盖荷载后也不发生明显变形。使用时，按照一定比例称取专用触变剂、其他粉体材料和水，搅拌即可制备高触变性3D打印混凝土。该发明具有原材料获取简单、成本低、制作工艺简单的特点，而且显著提高了3D打印混凝土的可打印性、外表面平整度和早期强度。
由本发明专用触变剂配制的3D打印混凝土能够在搅拌、泵送和挤出过程中具有非常强的触变性，在挤出后保持原有形状，在承担后续多层覆盖荷载也不发生明显变形；具有的稳泡能力，可实现内部气泡基本不逸出而使3D打印混凝土表面平整；兼具早强性能，可实现3D打印房屋材料的凝结时间缩短，有利于在多层覆盖荷载后也不发生明显变形。
附图说明
图1是本发明实施例1得到的3D打印混凝土的性能测试的效果图。
图2是本发明实施例2得到的3D打印混凝土的性能测试的效果图。
图3是本发明实施例3得到的3D打印混凝土的性能测试的效果图。
图4是本发明实施例4得到的3D打印混凝土的性能测试的效果图。
图5是本发明对比例1得到的3D打印混凝土的性能测试的效果图。
图6是本发明对比例2得到的3D打印混凝土的性能测试的效果图。
图7是本发明对比例3得到的3D打印混凝土的性能测试的效果图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细描述。
实施例1
一种3D打印混凝土专用触变剂，由下列原料按重量百分比组成：
无机絮凝剂92％；
有机高分子触变早强剂4％；
稳泡剂4％。
高触变性3D打印混凝土，按一立方混凝土计，各组分所占重量百分比为：
高触变性3D打印混凝土的制备方法，将水泥、砂、聚羧酸减水剂、聚丙烯纤维与制备的专用触变剂搅拌均匀，得到均匀料；将均匀料和水一起加入搅拌锅内进行拌和，时间3min，得到高触变性3D打印混凝土。
本发明高触变性3D打印混凝土的使用方法是：将实施例1制备的混凝土泵送或机械输送至3D打印机的打印喷头内。在3D打印机操作平台上打开预先设计和切片好的60cm(长)×60cm(宽)×60cm的花盆模型，点击开始打印。其中打印机喷头直径20mm，单层打印高度13mm，行走速率6cm/s，层与层间隔40s。
对本实施例的混凝土及上述打印出的结构体进行相关性能测试：
建造性评价：
建造性表征的是材料被堆积起一定的高度而不发生坍塌的能力，选用打印喷头进行打印，使材料堆积，进行建造性评价。
将按照本发明所提供的配方及制备方法得到的高触变性混凝土进行打印测试，观察结果：打印过程中无堵塞现象，挤出时表面无裂纹，粗糙度良好，水平高度内，填充良好，无孔隙，打印25层，高度30cm，无塌落现象，如图1所示，说明本实施例3D打印混凝土表现出优异的建造性和结构稳定性。砂浆参照JC/T336-2011测试，1天抗压强度和抗折强度分别为15.9MPa和6.1MPa；28天抗压强度和抗折强度分别为45.9MPa和9.3MPa。砂浆参照GB/T2419-2005测试，6min跳桌流动度为195mm。
从上述测试结果可以看出，本实施例混凝土在设定的3D打印机的参数条件下、可以被连续的、不发生堵塞的、能够竖向堆积起来而不坍塌地打印成一个结构体，而且打印成型后的这个结构体在硬化之后具有足够的抗压强度和抗析强度。该混凝土具有一定的触变性、密实度得到提高、具有早强性能，同时打印结构体的凝结时间缩短，更有利于在多层覆盖荷载后也不发生明显变形。
实施例2
一种3D打印混凝土专用触变剂，由下列原料按重量百分比组成：
无机絮凝剂98％；
有机高分子触变早强剂1％；
稳泡剂1％。
高触变性3D打印混凝土，按一立方混凝土计，各组分所占重量百分比为：
高触变性3D打印混凝土的制备方法，将水泥、砂、聚羧酸减水剂、聚丙烯纤维与制备的专用触变剂搅拌均匀，得到均匀料；将均匀料和水一起加入搅拌锅内进行拌和，时间3min，得到高触变性3D打印混凝土。
本发明高触变性3D打印混凝土的使用方法是：将实施例2制备的混凝土泵送或机械输送至3D打印机的打印喷头内。在3D打印机操作平台上打开预先设计和切片好的60cm(长)×60cm(宽)×60cm的花盆模型，点击开始打印。其中打印机喷头直径20mm，单层打印高度13mm，行走速率6cm/s，层与层间隔40s。
将按照本发明所提供的配方及制备方法得到的高触变性砂浆进行打印测试，观察结果：打印过程中无堵塞现象，挤出时表面无裂纹，粗糙度良好，水平高度内，填充良好，无孔隙，打印25层，高度30cm，无塌落现象，如图2所示。砂浆参照JC/T336-2011测试，1天抗压强度和抗折强度分别为15.8MPa和6.0MPa；28天抗压强度和抗折强度分别为45.3MPa和9.3MPa。砂浆参照GB/T2419-2005测试，6min跳桌流动度为195mm。
实施例3
一种3D打印混凝土专用触变剂，由下列原料按重量百分比组成：
无机絮凝剂94％；
有机高分子触变早强剂4％；
稳泡剂2％。
高触变性3D打印混凝土，按一立方混凝土计，各组分所占重量百分比为：
高触变性3D打印混凝土的制备方法，将水泥、砂、聚羧酸减水剂、聚丙烯纤维与制备的专用触变剂搅拌均匀，得到均匀料；将均匀料和水一起加入搅拌锅内进行拌和，时间3min，得到高触变性3D打印混凝土。
本发明高触变性3D打印混凝土的使用方法是：将实施例3制备的混凝土泵送或机械输送至3D打印机的打印喷头内。在3D打印机操作平台上打开预先设计和切片好的60cm(长)×60cm(宽)×60cm的花盆模型，点击开始打印。其中打印机喷头直径20mm，单层打印高度13mm，行走速率6cm/s，层与层间隔40s。
将按照本发明所提供的配方及制备方法得到的高触变性砂浆进行打印测试，观察结果：打印过程中无堵塞现象，挤出时表面无裂纹，粗糙度良好，水平高度内，填充良好，无孔隙，打印25层，高度30cm，无塌落现象，如图3所示。砂浆参照JC/T336-2011测试，1天抗压强度和抗折强度分别为16MPa和6.1MPa；28天抗压强度和抗折强度分别为46MPa和9.4MPa。砂浆参照GB/T2419-2005测试，6min跳桌流动度为195mm。
实施例4
一种3D打印混凝土专用触变剂，由下列原料按重量百分比组成：
无机絮凝剂94％；
有机高分子触变早强剂2％；
稳泡剂4％。
高触变性3D打印混凝土，按一立方混凝土计，各组分所占重量百分比为：
高触变性3D打印混凝土的制备方法，将水泥、砂、聚羧酸减水剂、聚丙烯纤维与制备的专用触变剂搅拌均匀，得到均匀料；将均匀料和水一起加入搅拌锅内进行拌和，时间3min，得到高触变性3D打印混凝土。
本发明高触变性3D打印混凝土的使用方法是：将实施例4制备的混凝土泵送或机械输送至3D打印机的打印喷头内。在3D打印机操作平台上打开预先设计和切片好的60cm(长)×60cm(宽)×60cm的花盆模型，点击开始打印。其中打印机喷头直径20mm，单层打印高度13mm，行走速率6cm/s，层与层间隔40s。
将按照本发明所提供的配方及制备方法得到的高触变性砂浆进行打印测试，观察结果：打印过程中无堵塞现象，挤出时表面无裂纹，粗糙度良好，水平高度内，填充良好，无孔隙，打印15层，高度17cm，无塌落现象，如图4所示。砂浆参照JC/T336-2011测试，1天抗压强度和抗折强度分别为15MPa和5.8MPa；28天抗压强度和抗折强度分别为43.5MPa和9.0MPa。砂浆参照GB/T2419-2005测试，6min跳桌流动度为195mm。
对比例1
3D打印混凝土，不含专用触变剂，按一立方混凝土计，各组分所占重量百分比为：
3D打印混凝土的制备方法，将水泥、砂、聚羧酸减水剂、聚丙烯纤维搅拌均匀，得到均匀料；将均匀料和水一起加入搅拌锅内进行拌和，时间3min，得到3D打印混凝土。
本发明高触变性3D打印混凝土的使用方法是：将对比例1制备的混凝土泵送或机械输送至3D打印机的打印喷头内。在3D打印机操作平台上打开预先设计和切片好的60cm(长)×60cm(宽)×60cm的花盆模型，点击开始打印。其中打印机喷头直径20mm，单层打印高度13mm，行走速率6cm/s，层与层间隔40s。
通过上述方法得到的普通砂浆进行打印测试，观察结果：打印过程中无堵塞现象，挤出时表面有裂纹，粗糙度较差，有孔隙，垂直面出现打印层参差不齐的现象，当打印到第9层时，打印物体坍塌，如图5所示。砂浆参照JC/T336-2011测试，1天抗压强度和抗折强度分别为10MPa和4.1MPa；28天抗压强度和抗折强度分别为38MPa和7.3MPa。砂浆参照GB/T2419-2005测试，6min跳桌流动度为195mm。
对比例2
触变剂，由下列原料按重量百分比组成：
无机絮凝剂98％；
稳泡剂0％；
有机高分子触变早强剂2％。
按一立方混凝土计，各组分所占重量百分比为：
上述3D打印混凝土的制备方法，将水泥、砂、聚羧酸减水剂、聚丙烯纤维与制备的专用触变剂搅拌均匀，得到均匀料；将均匀料和水一起加入搅拌锅内进行拌和，时间3min，得到3D打印混凝土。
本发明高触变性3D打印混凝土的使用方法是：将对比例2制备的混凝土泵送或机械输送至3D打印机的打印喷头内。在3D打印机操作平台上打开预先设计和切片好的60cm(长)×60cm(宽)×60cm的花盆模型，点击开始打印。其中打印机喷头直径20mm，单层打印高度13mm，行走速率6cm/s，层与层间隔40s。
通过上述方法得到的砂浆进行打印测试，观察结果：打印过程中无堵塞现象，挤出时表面有裂纹，粗糙度较差，有孔洞，底层有较小变形，垂直面出现打印层参差不齐的现象，如图6所示。砂浆参照JC/T336-2011测试，1天抗压强度和抗折强度分别为14MPa和5.5MPa；28天抗压强度和抗折强度分别为44.2MPa和9.0MPa。砂浆参照GB/T2419-2005测试，6min跳桌流动度为195mm。
对比例3
触变剂，由下列原料按重量百分比组成：
无机絮凝剂98％；
稳泡剂2％；
有机高分子触变早强剂0％。
按一立方混凝土各组分所占重量百分比称取各组分：
上述3D打印混凝土的制备方法，将水泥、砂、聚羧酸减水剂、聚丙烯纤维与制备的专用触变剂搅拌均匀，得到均匀料；将均匀料和水一起加入搅拌锅内进行拌和，时间3min，得到3D打印混凝土。
本发明高触变性3D打印混凝土的使用方法是：将对比例3制备的混凝土泵送或机械输送至3D打印机的打印喷头内。在3D打印机操作平台上打开预先设计和切片好的60cm(长)×60cm(宽)×60cm的花盆模型，点击开始打印。其中打印机喷头直径20mm，单层打印高度13mm，行走速率6cm/s，层与层间隔40s。
通过上述方法得到的低触变性砂浆进行打印测试，观察结果：打印过程中无堵塞现场，挤出时表面有裂纹，粗糙度较差，有孔洞，底层有较小变形，垂直面出现打印层参差不齐的现象，打印到10层，高度120mm时，出现整体坍塌，如图6所示。砂浆参照JC/T336-2011测试，1天抗压强度和抗折强度分别为9.5MPa和4.0MPa；28天抗压强度和抗折强度分别为37Mpa和7.0MPa。砂浆参照GB/T2419-2005测试，6min跳桌流动度为195mm。
对比实施例1-4和对比例1-3通过打印机打印效果以及抗折强度和抗压强度，对比例1-3的外观质量、可建造性和强度远不如实施例1-4，可见无机絮凝剂、有机高分子触变早强剂和稳泡剂三者复配对触变性能的影响。
上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和应用本发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对实施案例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于这里的实施案例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种3D打印混凝土专用触变剂，其特征在于，所述触变剂由下列原料按重量百分比组成：
无机絮凝剂92-98%；
有机高分子触变早强剂1-4%；
稳泡剂1-4%；
上述各组分之和为100%。
2.根据权利要求1所述的3D打印混凝土专用触变剂，其特征在于，所述无机絮凝剂为硝酸镁、硝酸铁、硫酸镁、硫酸铁中的一种。
3.根据权利要求1所述的3D打印混凝土专用触变剂，其特征在于，所述稳泡剂为木质素磺酸钙、高级脂肪醇衍生物、烷基酚环氧乙烷中的一种。
4.根据权利要求1所述的3D打印混凝土专用触变剂，其特征在于，所述有机高分子触变早强剂为聚丙烯酰胺。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201810601982.8A CN108675671B (zh) | 2018-06-12 | 2018-06-12 | 一种3d打印混凝土专用触变剂 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201810601982.8A CN108675671B (zh) | 2018-06-12 | 2018-06-12 | 一种3d打印混凝土专用触变剂 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN108675671A true CN108675671A (zh) | 2018-10-19 |
| CN108675671B CN108675671B (zh) | 2021-05-25 |
Family
ID=63809164
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201810601982.8A Active CN108675671B (zh) | 2018-06-12 | 2018-06-12 | 一种3d打印混凝土专用触变剂 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN108675671B (zh) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109734349A (zh) * | 2019-02-25 | 2019-05-10 | 高产明 | 一种混凝土高效触变剂及其制备方法 |
| WO2019237970A1 (zh) * | 2018-06-12 | 2019-12-19 | 中铁四局集团有限公司 | 一种高触变性3d打印混凝土及其制备方法 |
| CN111018448A (zh) * | 2019-12-31 | 2020-04-17 | 浙江大学 | 一种用于低温环境下3d打印的抗冻混凝土及其施工方法 |
| CN111517744A (zh) * | 2020-06-04 | 2020-08-11 | 广东复特新型材料科技有限公司 | 3d打印砂浆 |
| CN112060272A (zh) * | 2020-08-26 | 2020-12-11 | 中国建筑第八工程局有限公司 | 3d打印过程中竖向压缩变形量的估算方法及*** |
| WO2021152169A1 (en) | 2020-02-01 | 2021-08-05 | Celanese Switzerland Ag | Cementitious composition additive for machine application |
| CN115632032A (zh) * | 2022-12-21 | 2023-01-20 | 芯体素(杭州)科技发展有限公司 | 一种电子器件封装结构及其制造方法 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103553418A (zh) * | 2013-09-27 | 2014-02-05 | 江苏兆佳建材科技有限公司 | 一种预拌砂浆保水触变剂及其制备方法 |
| CN106431047A (zh) * | 2016-10-13 | 2017-02-22 | 中建商品混凝土眉山新材料有限公司 | 聚羧酸减水剂用触变剂、触变型聚羧酸减水剂及其应用 |
| CN106810103A (zh) * | 2016-12-27 | 2017-06-09 | 唐林元 | 一种水泥基体系用触变剂的制备方法 |
| CN107244869A (zh) * | 2017-06-16 | 2017-10-13 | 成都金玉雄辉建筑工程有限公司 | 具有减阻填补功能的触变泥浆及其制取方法 |
-
2018
- 2018-06-12 CN CN201810601982.8A patent/CN108675671B/zh active Active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103553418A (zh) * | 2013-09-27 | 2014-02-05 | 江苏兆佳建材科技有限公司 | 一种预拌砂浆保水触变剂及其制备方法 |
| CN106431047A (zh) * | 2016-10-13 | 2017-02-22 | 中建商品混凝土眉山新材料有限公司 | 聚羧酸减水剂用触变剂、触变型聚羧酸减水剂及其应用 |
| CN106810103A (zh) * | 2016-12-27 | 2017-06-09 | 唐林元 | 一种水泥基体系用触变剂的制备方法 |
| CN107244869A (zh) * | 2017-06-16 | 2017-10-13 | 成都金玉雄辉建筑工程有限公司 | 具有减阻填补功能的触变泥浆及其制取方法 |
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2019237970A1 (zh) * | 2018-06-12 | 2019-12-19 | 中铁四局集团有限公司 | 一种高触变性3d打印混凝土及其制备方法 |
| US11554993B2 (en) | 2018-06-12 | 2023-01-17 | China Tiesiju Civil Engineering Group | Highly thixotropic 3D printing concrete and manufacturing method therefor |
| CN109734349A (zh) * | 2019-02-25 | 2019-05-10 | 高产明 | 一种混凝土高效触变剂及其制备方法 |
| CN111018448A (zh) * | 2019-12-31 | 2020-04-17 | 浙江大学 | 一种用于低温环境下3d打印的抗冻混凝土及其施工方法 |
| CN111018448B (zh) * | 2019-12-31 | 2021-02-19 | 浙江大学 | 一种用于低温环境下3d打印的抗冻混凝土及其施工方法 |
| WO2021152169A1 (en) | 2020-02-01 | 2021-08-05 | Celanese Switzerland Ag | Cementitious composition additive for machine application |
| CN111517744A (zh) * | 2020-06-04 | 2020-08-11 | 广东复特新型材料科技有限公司 | 3d打印砂浆 |
| CN111517744B (zh) * | 2020-06-04 | 2022-03-11 | 广东复特新型材料科技有限公司 | 3d打印砂浆 |
| CN112060272A (zh) * | 2020-08-26 | 2020-12-11 | 中国建筑第八工程局有限公司 | 3d打印过程中竖向压缩变形量的估算方法及*** |
| CN112060272B (zh) * | 2020-08-26 | 2022-03-04 | 中国建筑第八工程局有限公司 | 3d打印过程中竖向压缩变形量的估算方法及*** |
| CN115632032A (zh) * | 2022-12-21 | 2023-01-20 | 芯体素(杭州)科技发展有限公司 | 一种电子器件封装结构及其制造方法 |
| CN115632032B (zh) * | 2022-12-21 | 2023-04-28 | 芯体素(杭州)科技发展有限公司 | 一种电子器件封装结构及其制造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN108675671B (zh) | 2021-05-25 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN108675671A (zh) | 一种3d打印混凝土专用触变剂 | |
| CN108715531A (zh) | 一种高触变性3d打印混凝土及其制备方法 | |
| CN107311561B (zh) | 一种用于水下施工的3d打印水泥基材料及其制备方法 | |
| CN108164215A (zh) | 一种用于3d打印的轻骨料混凝土及其制备方法与应用 | |
| CN110304872B (zh) | 一种纳米改性水泥基水下不分散材料及其制备方法 | |
| CN101608483B (zh) | 一种磷石膏复合蒸压砖及其制备方法 | |
| CN103382124B (zh) | 一种钼尾砂加气混凝土砌块及其制备方法 | |
| CN103496934A (zh) | 一种磷石膏基面层粉刷石膏材料及其制备方法 | |
| CN104844091B (zh) | 一种适用于生土砌块的生土砌筑粘结材料及其制备方法 | |
| CN102358688A (zh) | 一种轻质高强模压成型砌块及其生产方法 | |
| CN112592143B (zh) | 一种粘土-矿渣基港口抗震加固矿物注浆材料及制备方法 | |
| CN103723970B (zh) | 一种以膨润土和聚丙烯酰胺为保水增稠材料的抹灰砂浆及其使用方法 | |
| CN102173629A (zh) | 一种水泥基材料的体积稳定剂及其使用方法 | |
| CN104803644A (zh) | 一种以硅藻土和聚丙烯酰胺为保水剂的抹灰砂浆及其使用方法 | |
| CN113620639A (zh) | 一种尾矿砂充填胶凝辅助材料及其制备方法 | |
| CN101538133A (zh) | 高性能混凝土膨胀剂及其生产方法 | |
| CN103193443A (zh) | 一种矿渣免烧砖的制备方法 | |
| CN103693924A (zh) | 一种掺有拜耳法赤泥的干混抹灰砂浆及其使用方法 | |
| CN103553515B (zh) | 一种掺有磷渣粉的干粉抹灰砂浆 | |
| CN106904865A (zh) | 一种湿拌砂浆外加剂及其制备方法 | |
| CN109704620A (zh) | 适用于寒冷干燥环境的混凝土掺和料及其制备方法和应用 | |
| CN111689747B (zh) | 一种3d打印的彩色装饰砂浆 | |
| CN106892605B (zh) | 一种高石粉含量的石灰岩废石屑混凝土配合比设计方法 | |
| CN110078447B (zh) | 夯土材料及其制备方法和应用 | |
| CN108609876A (zh) | 一种石灰激发海工水泥及其制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| CB02 | Change of applicant information |
Address after: Wangjiang Road in Baohe District of Hefei city of Anhui Province, No. 96 230023 Applicant after: CHINA TIESIJU CIVIL ENGINEERING GROUP Co.,Ltd. Applicant after: ANHUI ZHONGTIE ENGINEERING MATERIAL TECHNOLOGY Co.,Ltd. Applicant after: CENTRAL SOUTH University Address before: 230023 China Railway four Bureau technical center 618, Wangjiang East Road, Shushan District, Hefei, Anhui, China 618 Applicant before: CHINA TIESIJU CIVIL ENGINEERING GROUP Co.,Ltd. Applicant before: ANHUI ZHONGTIE ENGINEERING MATERIAL TECHNOLOGY Co.,Ltd. Applicant before: CENTRAL SOUTH University |
|
| CB02 | Change of applicant information | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |