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CN108178608A - 一种低脆性3d打印砂浆的制备方法 - Google Patents

一种低脆性3d打印砂浆的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种低脆性3D打印砂浆的制备方法，包括如下步骤：将磷酸镁水泥、硅酸盐水泥、蒙脱土、麦饭石粉、滑石粉、椰子纤维混合均匀，得到预混料；将卡拉胶、海藻酸钠、水搅拌，微波处理，加入至液体石蜡中，冰水浴中搅拌，加入氢氧化钠溶液搅拌均匀，冷却，过滤，得到复合微球；将复合微球、引气剂、减水剂、聚乙烯醇、海泡石粉、水搅拌均匀，加入预混料搅拌均匀，得到低脆性3D打印砂浆。本发明提出的低脆性3D打印砂浆的制备方法，所得砂浆耐水性好，导热系数小，保温效果好，而且强度高，降低脆性。

Description

一种低脆性3D打印砂浆的制备方法
技术领域
本发明涉及3D打印技术领域，尤其涉及一种低脆性3D打印砂浆的制备方法。
背景技术
3D打印建筑技术可以制造出传统方式很难建造的复杂多样化建筑，且无需使用模板，降低了建筑成本，就目前情况而言，水泥混凝土依然是制造建筑物的首选，但由于打印建筑采用无模板、挤出并叠加成型的施工方式，对建筑材料的性能提出了更高的要求，传统的水泥混凝土砂浆存在保温效果差、脆性大的缺点，并不适合用作3D打印建筑材料，亟待解决。
发明内容
基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种低脆性3D打印砂浆的制备方法，所得砂浆耐水性好，导热系数小，保温效果好，而且强度高，降低脆性。
本发明提出的一种低脆性3D打印砂浆的制备方法，包括如下步骤：
S1、将磷酸镁水泥、硅酸盐水泥、蒙脱土、麦饭石粉、滑石粉、椰子纤维混合均匀，得到预混料；
S2、将卡拉胶、海藻酸钠、水搅拌，微波处理，加入至液体石蜡中，冰水浴中搅拌，加入氢氧化钠溶液搅拌均匀，冷却，过滤，得到复合微球；
S3、将复合微球、引气剂、减水剂、聚乙烯醇、海泡石粉、水搅拌均匀，加入预混料搅拌均匀，得到低脆性3D打印砂浆。
优选地，在S1中，磷酸镁水泥、硅酸盐水泥的重量比为40-50：25-35。
优选地，在S1中，蒙脱土、麦饭石粉、滑石粉、椰子纤维的重量比为1-6：15-24：20-32：18-25。
优选地，在S2中，将卡拉胶、海藻酸钠、水搅拌，其中搅拌速度为600-800r/min。
优选地，在S2中，卡拉胶、海藻酸钠的重量比为1-5：1-6。
优选地，在S2中，在冰水浴搅拌过程中，搅拌速度为15-25r/min。
优选地，在S2中，微波处理过程中，微波处理时间为50-100s，微波功率为500-600W。
优选地，在S2中，氢氧化钠溶液浓度为0.8-1.4mol/L。
优选地，在S3中，复合微球、预混料的重量比为1-3：80-140。
本发明采用磷酸镁水泥、硅酸盐水泥复配为凝胶材料，一方面可避免磷酸镁水泥耐水性差的问题，另一方面导热系数小，保温效果好，而复合微球可均匀分布在砂浆内，容易与磷酸镁水泥、硅酸盐水泥分散粘结，提高砂浆的强度，降低脆性。
本发明的复合微球中，卡拉胶与海藻酸钠复配，经过微波处理后相互间结合程度高，分散在液体石蜡中形成微球，不仅粒径极小，且分布范围窄，具有良好的润滑性，一方面保温隔热效果极好，降低热传导，另一方面可促使蒙脱土、麦饭石粉、滑石粉、椰子纤维在体系中分散，可减缓热量传递，并可避免物料密度不同导致分布不均的现象，从而增强成型后的韧性，提高材料的抗热冲击性，降低建筑能耗；加入麦饭石粉、滑石粉、椰子纤维可有效调节材料的粘度为处于0.6-1.7Pa·s范围，便于3D打印过程的进行，且混凝土材料的导热系数为0.48-0.51W/m·K，在保温方面远优于单一的混凝土和砂浆。
具体实施方式
下面，通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。
实施例1
一种低脆性3D打印砂浆的制备方法，包括如下步骤：
S1、将40kg磷酸镁水泥、35kg硅酸盐水泥、1kg蒙脱土、24kg麦饭石粉、20kg滑石粉、25kg椰子纤维混合均匀，得到预混料；
S2、将1kg卡拉胶、6kg海藻酸钠、40kg水搅拌8min，搅拌速度为600r/min，微波处理100s，微波功率为500W，加入至160kg液体石蜡中，冰水浴中搅拌10min，搅拌速度为25r/min，加入15kg浓度为1.4mol/L氢氧化钠溶液搅拌均匀，冷却，过滤，得到复合微球；
S3、将1kg复合微球、1.5kg引气剂、1.2kg减水剂、4kg聚乙烯醇、5kg海泡石粉、50kg水搅拌均匀，加入80kg预混料搅拌均匀，得到低脆性3D打印砂浆。
实施例2
一种低脆性3D打印砂浆的制备方法，包括如下步骤：
S1、将50kg磷酸镁水泥、25kg硅酸盐水泥、6kg蒙脱土、15kg麦饭石粉、32kg滑石粉、18kg椰子纤维混合均匀，得到预混料；
S2、将5kg卡拉胶、1kg海藻酸钠、60kg水搅拌4min，搅拌速度为800r/min，微波处理50s，微波功率为600W，加入至120kg液体石蜡中，冰水浴中搅拌18min，搅拌速度为15r/min，加入24kg浓度为0.8mol/L氢氧化钠溶液搅拌均匀，冷却，过滤，得到复合微球；
S3、将3kg复合微球、0.4kg引气剂、2kg减水剂、2kg聚乙烯醇、12kg海泡石粉、40kg水搅拌均匀，加入140kg预混料搅拌均匀，得到低脆性3D打印砂浆。
实施例3
一种低脆性3D打印砂浆的制备方法，包括如下步骤：
S1、将43kg磷酸镁水泥、32kg硅酸盐水泥、2kg蒙脱土、22kg麦饭石粉、26kg滑石粉、24kg椰子纤维混合均匀，得到预混料；
S2、将2kg卡拉胶、4kg海藻酸钠、45kg水搅拌7min，搅拌速度为650r/min，微波处理80s，微波功率为520W，加入至150kg液体石蜡中，冰水浴中搅拌12min，搅拌速度为28r/min，加入18kg浓度为1.2mol/L氢氧化钠溶液搅拌均匀，冷却，过滤，得到复合微球；
S3、将1.5kg复合微球、1.2kg引气剂、1.4kg减水剂、3.5kg聚乙烯醇、8kg海泡石粉、47kg水搅拌均匀，加入90kg预混料搅拌均匀，得到低脆性3D打印砂浆。
实施例4
一种低脆性3D打印砂浆的制备方法，包括如下步骤：
S1、将47kg磷酸镁水泥、28kg硅酸盐水泥、4kg蒙脱土、18kg麦饭石粉、28kg滑石粉、20kg椰子纤维混合均匀，得到预混料；
S2、将4kg卡拉胶、2kg海藻酸钠、55kg水搅拌5min，搅拌速度为750r/min，微波处理60s，微波功率为580W，加入至130kg液体石蜡中，冰水浴中搅拌16min，搅拌速度为18r/min，加入22kg浓度为1mol/L氢氧化钠溶液搅拌均匀，冷却，过滤，得到复合微球；
S3、将2.5kg复合微球、0.8kg引气剂、1.8kg减水剂、2.5kg聚乙烯醇、10kg海泡石粉、43kg水搅拌均匀，加入110kg预混料搅拌均匀，得到低脆性3D打印砂浆。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种低脆性3D打印砂浆的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、将磷酸镁水泥、硅酸盐水泥、蒙脱土、麦饭石粉、滑石粉、椰子纤维混合均匀，得到预混料；
S2、将卡拉胶、海藻酸钠、水搅拌，微波处理，加入至液体石蜡中，冰水浴中搅拌，加入氢氧化钠溶液搅拌均匀，冷却，过滤，得到复合微球；
S3、将复合微球、引气剂、减水剂、聚乙烯醇、海泡石粉、水搅拌均匀，加入预混料搅拌均匀，得到低脆性3D打印砂浆。
2.根据权利要求1所述的低脆性3D打印砂浆的制备方法，其特征在于，在S1中，磷酸镁水泥、硅酸盐水泥的重量比为40-50：25-35。
3.根据权利要求1或2所述的低脆性3D打印砂浆的制备方法，其特征在于，在S1中，蒙脱土、麦饭石粉、滑石粉、椰子纤维的重量比为1-6：15-24：20-32：18-25。
4.根据权利要求1-3任一项所述的低脆性3D打印砂浆的制备方法，其特征在于，在S2中，将卡拉胶、海藻酸钠、水搅拌，其中搅拌速度为600-800r/min。
5.根据权利要求1-4任一项所述的低脆性3D打印砂浆的制备方法，其特征在于，在S2中，卡拉胶、海藻酸钠的重量比为1-5：1-6。
6.根据权利要求1-5任一项所述的低脆性3D打印砂浆的制备方法，其特征在于，在S2中，在冰水浴搅拌过程中，搅拌速度为15-25r/min。
7.根据权利要求1-6任一项所述的低脆性3D打印砂浆的制备方法，其特征在于，在S2中，微波处理过程中，微波处理时间为50-100s，微波功率为500-600W。
8.根据权利要求1-7任一项所述的低脆性3D打印砂浆的制备方法，其特征在于，在S2中，氢氧化钠溶液浓度为0.8-1.4mol/L。
9.根据权利要求1-8任一项所述的低脆性3D打印砂浆的制备方法，其特征在于，在S3中，复合微球、预混料的重量比为1-3：80-140。
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