JP7362083B2 - 沿岸異形構造の3d印刷コンクリート、加工プロセス及び応用 - Google Patents
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Description
複合セメントと、再生砂と、鋼繊維と、有機繊維と、鉱物混合材とをサイロ内で機械的に均一混合し、ナノ再生コンクリートドライブレンド材を形成するステップとを含む。
本実施例では、沿岸異形構造の3D印刷コンクリートが提供され、前記沿岸異形構造の3D印刷コンクリートは、複合セメント、再生砂、フライアッシュ(FA)、ポリビニルアルコール(PVA)、酸化グラフェン(GO)、鋼繊維、有機繊維、減水剤、凝固調整剤、鉱物混合材及び水を含み、上記各成分の質量比は1:1:0.05:0.005:0.0002:0.01:0.005:(0.005-0.01):0.005:0.01:0.3であった。
本実施例では、沿岸異形構造の3D印刷コンクリートが提供され、前記沿岸異形構造の3D印刷コンクリートは、複合セメント、再生砂、フライアッシュ(FA)、ポリビニルアルコール(PVA)、酸化グラフェン(GO)、鋼繊維、有機繊維、減水剤、凝固調整剤、鉱物混合材及び水を含み、上記各成分の質量比は1:2:0.2:0.05:0.002:0.05:0.02:0.01:0.01:0.05:0.5であった。
本実施例では、沿岸異形構造の3D印刷コンクリートの加工プロセスが提供され、具体的に、ステップS1~S3を含んだ。
S4:上記GO-PVAH@FA懸濁液、及び水セメント比0.45で計算された残りの蒸留水を対応する3D印刷用ナノ再生コンクリートドライブレンド材に加え、HC-3DPRT型コンクリート(モルタル)の3D印刷システムのサイロ内で機械的に均一混合し、3D印刷用のナノ再生コンクリートスラリーを製造した。
本実施例の3D印刷用ナノ再生コンクリートの製造プロセスの具体的なステップは、以下のとおりであった。
本実施例の3D印刷用ナノ再生コンクリートの製造プロセスの具体的なステップは、以下のとおりであった。
本実施例の製造方法は、実施例3と同様であり、相違点は、S3ステップでは、20kgの複合セメントが10kgの525型HBSC、及び10kgのP.O 52.5ポルトランドセメントの2つの部分からなり、セッコウを含まず、対応する鉱物混合材の混合量が0kgであることであった。
Claims (8)
- 沿岸異形構造の3D印刷コンクリートであって、
複合セメント1重量部、再生砂1-2重量部、フライアッシュ(FA)0.05-0.2重量部、ポリビニルアルコール(PVA)0.005-0.05重量部、酸化グラフェン(GO)0.0002-0.002重量部、鋼繊維0.01-0.05重量部、有機繊維0.005-0.02重量部、減水剤0.005-0.01重量部、凝固調整剤0.005-0.01重量部、鉱物混合材0-0.05重量部及び水0.3-0.5重量部からなり、前記ポリビニルアルコールは、酸化剤及び触媒をさらに有し、
前記複合セメントは、高ベライトスルホアルミネートセメント、ポルトランドセメント、セッコウを1:(0.65-1.25):(0-0.15)の重量部比で混合して得られる、
ことを特徴とする沿岸異形構造の3D印刷コンクリート。 - 前記FAは、GB/T 1596-2017仕様に規定された強熱減量≦5%のI級FAであり、
又は、前記PVAは、平均重合度が500~600、アルコール分解度が88%のPVA水溶液であり、
又は、前記酸化剤、前記触媒はそれぞれ、過ヨウ素酸ナトリウム、過マンガン酸カリウム又は塩素酸カリウム、濃塩酸、希硫酸、希硝酸又はホウ素酸のうちの1つであり、
又は、前記GOは、単層率≧90%、酸素含有量35~45%のGO粉末又は濃度0.05~10mg/mLの水分散液である、ことを特徴とする請求項1に記載の沿岸異形構造の3D印刷コンクリート。 - 前記減水剤は、ポリカルボン酸類高性能減水剤、早強型ポリカルボン酸類減水剤、ナフタレンスルホン酸ナトリウム高性能減水剤又はメラミン樹脂類高性能減水剤の1つまたは複数種の組み合わせであり、
又は、前記凝固調整剤は、無水硫酸ナトリウム、トリエタノールアミン、ナノC-S-H結晶核のうちの1つである、ことを特徴とする請求項1に記載の沿岸異形構造の3D印刷コンクリート。 - 前記鋼繊維は、切断型鋼繊維、剪断型鋼繊維、ミリング型鋼繊維、溶融引抜型鋼繊維の1つまたは複数種の組み合わせであり、
又は、前記有機繊維は、チョップポリビニルアルコール繊維、ポリプロピレン繊維、高密度ポリエチレン繊維の1つまたは複数種の組み合わせである、ことを特徴とする請求項1に記載の沿岸異形構造の3D印刷コンクリート。 - 前記鉱物混合材は、再生微粉、微粉砕スラグ、フライアッシュ、ポゾラン又はシリコン粉の1つまたは複数種の組み合わせであり、
又は、前記水は、蒸留水、脱イオン水、水道水又は電解水のうちの1つを含む、ことを特徴とする請求項1に記載の沿岸異形構造の3D印刷コンクリート。 - 請求項1~5のいずれかに記載の3D印刷コンクリート原料を用いて3D印刷技術によりコンクリートドライブレンド材を印刷成形する、ことを特徴とする沿岸異形構造の3D印刷コンクリートの加工プロセス。
- 前記コンクリートドライブレンド材の製造プロセスの具体的なステップは、
PVAとGOと酸化剤とを原位置重合インターカレート法によりGO-PVAプレポリマー液に調製するステップと、FAと、減水剤と、触媒と、前記GO-PVAプレポリマー液とを均一に混合し、FAの外にGO-PVAプレポリマー液をコーティングし、GO-PVAH@FAを形成するステップと、GO-PVAH@FAを減水剤と凝固調整剤を含む溶液に分散させ、GO-PVAH@FA懸濁液を形成するステップと、複合セメントと、再生砂と、鋼繊維と、有機繊維と、鉱物混合材とをサイロ内で機械的に均一混合し、ナノ再生コンクリートドライブレンド材を形成するステップとを含み、
前記GO-PVAH@FA懸濁液とナノ再生コンクリートドライブレンド材とを3Dプリントヘッド内において高速混合し、3D機械アームの印刷仕様を設定し、異なる層厚のナノ再生コンクリート薄層を1層ずつ印刷し、それにより、沿岸異形構造を取得する、ことを特徴とする請求項6に記載の沿岸異形構造の3D印刷コンクリートの加工プロセス。 - 前記沿岸異形構造は、マンホールの蓋、雨水格子、地下パイプ、卵型水槽、地下鉄パイプ、ハニカムビーム、積層ビーム/スラブなどを含む、
請求項1~5のいずれかに記載の沿岸異形構造の3D印刷コンクリートの沿岸異形構造の製造における使用。
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