基于3D打印的混凝土及其制备方法、3D打印柱模板.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113372075A(43)申请公布日2021.09.10(21)申请号202110751016.6(22)申请日2021.07.02(71)申请人桂林理工大学地址541004广西壮族自治区桂林市建干路12号(72)发明人李治钱凯邓小芳刘兵黄伟灼耿松源王联刚(74)专利代理机构柳州市荣久专利商标事务所(普通合伙)45113代理人周小芹(51)Int.Cl.C04B28/06(2006.01)B33Y70/10(2020.01)权利要求书2页说明书9页附图2页(54)发明名称基于3D打印的混凝土及其制备方法、3D打印柱模板(57)摘要一种基于3D打印的混凝土及其制备方法、3D打印柱模板，涉及建筑工程领域，混凝土由以下质量份数的原料制成：普通硅酸盐水泥80～120份；硅灰10～15份；快凝快硬硫铝酸盐水泥4～7份；石英砂60～85份；水30～50份；减水剂1～2份；膨胀剂1～2份；消泡剂0.4～0.6份；引气剂0.02～0.04份；纤维素0.04～0.06份等。方法包括：称取各原料；将聚乙烯醇纤维与普通硅酸盐水泥等原料混合均匀得干粉混合物；将水和减水剂混合均匀后加入至干粉混合物中，搅拌均匀后出料。柱模板采用上述混凝土打印而成。本发明的打印效果好，打印出来的构件具备良好的抗压和抗弯性能，而且开裂率低，易于推广应用。CN113372075ACN113372075A权利要求书1/2页1.一种基于3D打印的混凝土，其特征在于：该混凝土由以下质量份数的原料制备而成：普通硅酸盐水泥80～120份；硅灰10～15份；快凝快硬硫铝酸盐水泥4～7份；石英砂60～85份，最大粒径为0.21mm；水30～50份；减水剂1～2份；膨胀剂1～2份；消泡剂0.4～0.6份；引气剂0.02～0.04份；纤维素0.04～0.06份；聚乙烯醇纤维0.1～0.5份；碳纤维0.05～0.15份。2.根据权利要求1所述的基于3D打印的混凝土，其特征在于：所述减水剂采用减水率大于25%的聚羧酸系高性能减水剂。3.根据权利要求1或2所述的基于3D打印的混凝土，其特征在于：所述的纤维素采用羧甲基纤维素钠。4.一种基于3D打印的混凝土的制备方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：A、按质量份数称取各原料；B、将聚乙烯醇纤维、碳纤维与普通硅酸盐水泥、硅灰、快凝快硬硫铝酸盐水泥、石英砂、膨胀剂、纤维素以及消泡剂倒入搅拌机中混合5～10min，得到均匀的干粉混合物；C、将全部水和减水剂混合并搅拌均匀，制得水和减水剂的混合物；D、将水和减水剂的混合物加入至干粉混合物中搅拌约20～40s后，立刻加入引气剂，再接着搅拌3～8min，待全部原料均搅拌均匀后出料；E、将出料后的混合物进行浇筑或运输到泵送车中，并由泵料管道将其泵送到打印喷头处挤出，即可进行打印样品制备。5.根据权利要求4所述的基于3D打印的混凝土的制备方法，其特征在于：在步骤A中，各原料的质量份数如下：普通硅酸盐水泥80～120份；硅灰10～15份；快凝快硬硫铝酸盐水泥4～7份；石英砂60～85份，最大粒径为0.21mm；水30～50份；减水剂1～2份；膨胀剂1～2份；消泡剂0.4～0.6份；引气剂0.02～0.04份；纤维素0.04～0.06份；聚乙烯醇纤维0～0.5份；2CN113372075A权利要求书2/2页碳纤维0～0.15份。6.根据权利要求4所述的基于3D打印的混凝土的制备方法，其特征在于：在步骤D中，所述的全部原料均搅拌的具体过程如下：在搅拌过程中用工具不断地将附着的水泥沿着搅拌机内壁刮下，搅拌停止后，将搅拌转子上未搅拌均匀的水泥迅速刮下，最后再搅拌2～4min。7.一种3D打印柱模板，其特征在于：该3D打印柱模板采用权利要求1所述的基于3D打印的混凝土打印而成，且3D打印柱模板在受拉一侧配置有计算纵向钢丝，在受压一侧配置有纵向构造钢丝。8.根据权利要求7所述的3D打印柱模板，其特征在于：所述计算纵向钢丝的面积通过以下公式确定：fyAs=0.1N(h‑b/2)，fy为钢丝的抗拉强度，单位为MPa，2As为钢丝的截面面积，单位为mm，N为柱子承担的实际荷载，单位为N，h为3D打印柱模板的空心部分高度，单位为mm，b为3D打印柱模板的实际厚度，单位为mm。9.根据权利要求8所述的3D打印柱模板，其特征在于：该3D打印柱模板的模腔内表面为经喷砂或凿毛后的粗糙表面。10.根据权利要求9所述的3D打印柱模板，其特征在于：该3D打印柱模板的外表面涂抹有工程水泥基复合材料涂层。3CN113372075A说明书1/9页基于3D打印的混凝土及其制备方法、3D打印柱模板技术领域[0001]本发明涉及建筑工程领域，特别是一种基于3D打印的混凝土及其制备方法、3