[发明专利]一种3D打印建筑材料

说明书

技术领域

本发明涉及3D打印材料技术领域，尤其指一种3D打印建筑材料。

背景技术

3D打印属于快速成型技术的一种，它是一种数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层堆叠累积的方式来构造物体的技术，已应用于模具制造、工业设计等领域。

目前在3D打印建筑方面，由于建筑类对成型后的房屋凝固性、抗压性等性能方面有较高的要求，因此需慎重选择3D打印建筑材料。一方面，现有技术配制的混凝土材料凝结时间过长、早期强度和流动性不能满足3D打印过程中材料在短时间内快速凝结的性能要求；另一方面，用于3D打印建筑材料可以选择的主要材料有硫铝酸盐水泥、石墨烯等，但是成本也太过昂贵，无法广泛进行使用。

发明内容

本发明提供一种3D打印建筑材料，主要目的在于解决现有的3D打印建筑材料供应量少且成本高昂的问题。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种3D打印建筑材料，由如下重量份的原料制备而成：

水渣超细粉5-10份；

粉煤灰超细粉5-10份；

水泥超细粉10-30份；

尾矿微粉50-60份；

尾矿渣50-60份；

钢渣5-20份；

减水剂5-10份；

玻璃纤维10-30份；

外加剂溶液20-80份；

水30-60份；

所述外加剂溶液由缓凝剂、引气剂、速凝剂、增稠剂、减缩剂和水按1:1:1:0.5:1:3的比例混合而成。

所述缓凝剂由四硼酸钠1-5份、葡萄糖酸钠3-5份、酒石酸1-2份和硼酸盐1-5份组成。

所述引气剂是烷基苯磺酸盐类引气剂或脂肪醇磺酸盐类引气剂。

所述速凝剂是由铝酸钠、碳酸钠和生石灰按质量比1:1:0.5的比例配制而成的粉状物。

所述增稠剂由环氧乙烷5-10份、藻酸盐1-5份、聚丙烯酰胺1-5份和聚乙烯醇3-6份组成。

所述减缩剂由烷基醚氧化烯加成物和亚烷基二醇组成。

所述减水剂是氨基高效减水剂或聚羧酸系减水剂。

所述水渣超细粉的比表面积为350-500㎡/kg；所述粉煤灰超细粉的比表面积为350-500㎡/kg；所述水泥超细粉的比表面积为300-450㎡/kg。

所述3D打印建筑材料的制作步骤如下：

1）按比例称取或量取四硼酸钠、葡萄糖酸钠、酒石酸和硼酸盐，混合均匀，制备成缓凝剂待用；

2）按比例称取或量取铝酸钠、碳酸钠和生石灰，混合均匀，制备成速凝剂待用；

3）按比例称取或量取环氧乙烷、藻酸盐、聚丙烯酰胺和聚乙烯醇，混合均匀，制备成增稠剂待用；

4）按比例称取或量取缓凝剂、引气剂、速凝剂、增稠剂、减缩剂和水，先将固体粉末混合均匀，然后加水充分搅拌后混匀，制备成外加剂溶液待用；

5）按比例称取或量取水渣超细粉、粉煤灰超细粉、水泥超细粉、尾矿微粉、尾矿渣、钢渣、减水剂、玻璃纤维、外加剂溶液和水，加入混合泵搅拌混匀，即得3D打印建筑材料。

所述步骤（5）中还包括加入10-60重量份的热塑性氧化淀粉。

上述对本发明的描述可知，和现有技术相比，本发明的优点在于：

1、选取尾矿、钢渣、水泥、粉煤灰等为主要原料，多为工业废料，取材方便且价格低廉，大大降低了生产成本，可以实现量化生产；

2、通过添加特定的外加剂，确保材料的粘结性和稳定性，使打印出来的房屋建筑结构稳定，抗压力强，使用安全；

3、以固体工业废料为主要原料，对废弃物进行再利用，节能环保。

具体实施方式

下面说明本发明的具体实施方式

实施例一

一种3D打印建筑材料，由如下重量份的原料制备而成：水渣超细粉5份、粉煤灰超细粉5份、水泥超细粉16份、尾矿微粉50份、尾矿渣50份、钢渣12份、减水剂6份、玻璃纤维21份、外加剂溶液40份和水50份，加入混合泵搅拌混匀，即可得3D打印建筑材料。