制備好的A,B混合組分,按質量比A:B=10?15:1分別栗入雙組份材料建筑3D打印機,在擠出口處用高速螺旋混合設備混合后擠出A+B復合水泥基3D打印材料,具有凝結快速,超早強,粘結性能和體積穩定性好的特點。
[0034]其中,A組分各原料的重量百分比如下:
硫鋁酸鹽水泥34%?40% ;
無機粉料0%?6% ;
尾礦機制砂40%?44% ;
高分子聚合物2.5%?3.0% ;
緩凝劑0.3%?1% ;
減水劑(λ 15%?(λ 5% ;
體積穩定劑1%?2% ;
消泡劑0.05%?0.1% ;
拌合水12%?13.4%。
[0035]作為優選的技術方案,所述無機粉料是工業固廢摻合料,其具有一定潛在的水化活性,可以是粉煤灰、礦渣粉、硅灰、活化煤矸石、高爐礦渣等工業固體廢棄物中的一種或兩種以上的混合物;所述緩凝劑由占組合物總重量0.1%?0.5%的四硼酸鈉、0.05%?0.35%的葡糖糖酸鈉和0%?0.05%的酒石酸組成;所述體積穩定劑由占組合物總重量0.05%?
0.5%的淀粉醚、0.1%?0.2%的聚丙烯纖維和0.85%?1.3%的減縮劑組成;所述減縮劑可以是低級醇亞烷基環氧化合物類或聚醇類;所述高分子聚合物可以是乙烯-醋酸乙烯共聚合物類或丙烯酸酯類;所述減水劑可以是氨基高效減水劑或聚羧酸系減水劑。所述消泡劑可以是硬脂酸單甘油酯、疏水二氧化硅。
[0036]其中,Β組份各原料的重量百分比如下:
水泥促凝劑2%?3%
觸變劑3%?4%
消泡劑1%?1.5%
拌和水94%?91.5%
作為優選的技術方案,所述促凝劑是碳酸鋰;所述觸變劑可以是羥乙基纖維素醚類或有機膨潤土類;所述消泡劑可以是硬脂酸單甘油酯或疏水二氧化硅。
[0037]下面通過五個具體實施例進行進一步的說明:
實施例一
1、Α組分各原料的重量百分比如下:
硫鋁酸鹽水泥34%,S95礦粉6%,尾礦機制砂44%,高分子聚合物2.5%,聚羧酸減水劑0.15%,四硼酸鈉0.2%,葡糖糖酸鈉0.1%,淀粉醚0.05%,聚丙烯纖維0.1%,消泡劑0.05%,減縮劑0.85%,拌合水12%。
[0038]制備A混合組分:將以上粉狀原料預先混合,加水充分攪拌后即可。
[0039]A組分既可以在攪拌站預拌后裝入混凝土攪拌車運到施工現場使用,也可以現場攪拌后栗入建筑3D打印機使用,每次的攪拌量可根據打印速度進行控制,具體步驟如下:
步驟一、制備緩凝劑:按比例稱取或量取四硼酸鈉、葡糖糖酸鈉和酒石酸,混合均勻,制備成緩凝劑待用;
步驟二、制備體積穩定劑:按比例稱取淀粉醚、聚丙烯纖維和減縮劑,將各組分材料混合均勻,制備成體積穩定劑待用;
步驟三、制備A混合組分無機復合材料:按比例稱取硫鋁酸鹽水泥、無機粉料、尾礦機制砂、高分子聚合物、復合緩凝劑、體積穩定劑、消泡劑、減水劑和水,先將固體粉料混合均勻,然后加水充分攪拌后混勻,至此,3D打印用雙組分水泥基復合材料中的A混合組分制備完成。
[0040]2、B組分各原料的重量百分比如下:
水泥促凝劑2%,觸變劑3%,消泡劑1%,拌和水94%。
[0041]制備B混合組分:
步驟一、制備促凝劑溶液,按比例稱取溶劑水和促凝劑碳酸鋰,然后攪拌溶劑的過程中加入碳酸鋰,使其充分溶解待用。
[0042]步驟二、制備B組分材料:按比例稱取觸變劑和消泡劑并混合待用,然后將制備的碳酸鋰溶液在攪拌機中攪拌,在攪拌過程中緩緩加入混合好的觸變劑和消泡劑,直至將各組分材料混合均勻,至此,用于3D打印技術的A+B組分水泥基復合材料中的B組分制備完成。
[0043]3、制備3D打印用雙組分水泥基復合材料:
將制備好的A,B組分按A:B=10?15:1的質量比例分別栗入雙組份材料建筑3D打印機,經過高速螺旋攪拌擠出頭混合后擠出A+B水泥基復合3D打印材料。至此,3D打印用雙組分水泥基復合材料制備完成。
[0044]對本實施例,經過將A、B組分攪拌混合后制得的A+B雙組份水泥基復合3D打印材料的性能進行檢測,結果如下:初凝時間13min,終結時間24min ;抗壓強度R2h=23MPa,R3d=48.3MPa,R28d=65.8MPa ;自由膨脹率:0.009%。其中,A組分的初凝時間57min,終凝時間70mino
[0045]實施例二
1、A組分各原料的重量百分比如下:
硫鋁酸鹽水泥36%,粉煤灰4%,尾礦機制砂42%,高分子聚合物3.0%,聚羧酸減水劑
0.2%,四硼酸鈉0.3%,葡糖糖酸鈉0.1%,淀粉醚0.2%,聚丙烯纖維0.1%,減縮劑1%,消泡劑
0.1%,拌合水13% ο
[0046]具體制備步驟同實施例一。
[0047]2、Β組分各原料的重量百分比如下:
碳酸鋰2.5%,觸變劑3.5%,消泡劑1%,拌和水93%。
[0048]具體制備步驟同實施例一。
[0049]3、制備3D打印用雙組分水泥基復合材料:
將制備好的A,B組分按A:B=15:1的質量比例分別栗入雙組份材料建筑3D打印機,經過高速螺旋攪拌擠出頭混合后擠出A+B水泥基復合3D打印材料。至此,3D打印用雙組分水泥基復合材料制備完成。
[0050]對本實施例,經過將A、B組分攪拌混合后制得的A+B雙組份水泥基復合3D打印材料的性能進行檢測,結果如下:初凝時間15min,終結時間26min,抗壓強度‘=22.7MPa,R3d=42.2MPa,R2Sd=56.9MPa,自由膨脹率:0.011%。其中,A組分的初凝時間65min,終凝時間103mino
[0051]實施例三
1、A組分各原料的重量百分比如下:
硫鋁酸鹽水泥40%,尾礦機制砂40%,高分子聚合物3.0%,氨基磺酸鹽減水劑0.5%,四硼酸鈉0.6%,葡糖糖酸鈉0.35%,酒石酸0.05%,淀粉醚0.5%,聚丙烯纖維0.2%,減縮劑1.3%,消泡劑0.1%,拌合水13.4%ο
[0052]具體制備步驟同實施例一。
[0053]2、Β組分各原料的重量百分比如下:
碳酸鋰3%,觸變劑4%,消泡劑1.5%,拌和水91.5%。
[0054]具體制備步驟同實施例一。
[0055]3、制備3D打印用雙組分水泥基復合材料:
將制備好的Α,Β組分按A:B=10:1的質量比例分別栗入雙組份材料建筑3D打印機,經過高速螺旋攪拌擠出頭混合后擠出A+B水泥基復合3D打印材料。至此,3D打印用雙組分水泥基復合材料制備完成。
[0056]對本實施例,經過將A、B組分攪拌混合后制得的A+B雙組份水泥基復合3D打印材料的性能進行檢測,結果如下:初凝時間12min,終結時間18min,抗壓強度‘=25.3MPa,R3d=47.2MPa,R2Sd=67.4MPa,自由膨脹率:0.013%。其中,A組分的初凝時間92min,終凝時間135min0
[0057]實施例四
1、A組分各原料的重量百分比如下:
硫鋁酸鹽水泥37%,硅灰3%,尾礦機制砂42%,高分子聚合物2.5%,氨基磺酸鹽減水劑
0.3%,四硼酸鈉0.1%,葡糖糖酸鈉0.2%,淀粉醚0.1%,聚丙烯纖維0.2%,減縮劑1.3 %,消泡劑0.5%,拌合水12.8%ο
[0058]具體制備步驟同實施例一。
[0059]2、Β組分各原料的重量百分比如下