[发明专利]一种3D混凝土打印原料及其工艺

说明书

技术领域

本发明涉及3D打印领域，特别涉及一种3D混凝土打印原料及其工艺。

背景技术

三维(3D)打印技术被誉为第三次产业革命和工业4.0的核心技术，已被发达国家广泛应用于医疗医学、建筑制造、工业模具等众多行业，但存在打印材料稀缺等技术瓶颈。目前，常用的3D打印材料主要是经过特殊处理的混凝土粉末、树脂(包括工程塑料)、金属粉等，不仅价格昂贵，而且打印效果和通用性有待提高。3D打印混凝土的施工是通过三维控制机械控制三维定位，将预先配置好的混凝土输入滞留存储设备，再通过由控制设备控制的挤出头，挤出到指定位置，不要模板和钢筋。

CN106827168A公开了一种混凝土3D打印工艺，可以有效挤出混凝土浆体实现3D打印，并对3D打印过程中会出现的情况进行了充分考虑和处理，为3D打印在建筑领域的应用提出了新的方法，但存在着抗拉性能和抗压能力不强的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种3D混凝土打印原料及其工艺，以解决现有技术中导致的上述多项缺陷。

为实现上述目的，本发明提供以下的技术方案：一种3D混凝土打印工艺的原料，所述原料包括水泥、砂、水和外加剂。

优选的，所述外加剂与水泥的比例为4:100-6:100。

一种3D混凝土打印工艺的步骤包括：

(1)搭建模板及绑扎钢筋

按照施工需要进行搭建模板和绑扎钢筋，并进行检查，所述检查的次数为1-3次；

(2)配比并搅拌混凝土

将水泥、砂、水和外加剂按照比例进行混合，得到混合料，接着将混合料装入到混凝土3D打印机中；

(3)打印

利用混凝土3D打印机进行钢筋笼外侧的主体外层打印；

(4)浇灌

同时进行钢筋笼内部的混凝土灌注，所述混凝土的浇灌量为50-60mm/min；

(5)振捣

接着对钢筋笼内部的混凝土进行振捣。

优选的，所述步骤(2)中混合的原料还包括有钢纤维。

优选的，所述钢纤维的质量分数为4-6％。

优选的，所述步骤(2)中混合的原料还包括有碎石。

优选的，所述碎石的比例为3-5％，所述碎石的直径为6-10mm。

优选的，所述步骤(5)中振捣的时间为1-3min。

采用以上技术方案的有益效果是：本发明提供的一种3D混凝土打印原料及其工艺，掺入钢纤维代替钢筋混凝土中的钢筋发挥总用，从而提高3D打印混凝土的抗拉强度和主要由主拉应力控制的抗弯、抗剪、抗扭强度，使用直径8mm的碎石可以改善3D打印混凝土的抗压性能，该3D混凝土打印工艺具有抗拉性能和抗压能力强的优点，市场前景广阔。

具体实施方式

下面详细说明本发明的优选实施方式。

实施例1：

一种3D混凝土打印工艺的原料，所述原料包括水泥、砂、水和外加剂，所述外加剂与水泥的比例为4:100，所述3D混凝土打印工艺的步骤包括：

(1)搭建模板及绑扎钢筋

按照施工需要进行搭建模板和绑扎钢筋，并进行检查，所述检查的次数为1次；

(2)配比并搅拌混凝土

将水泥、砂、水和外加剂按照比例进行混合，得到混合料，接着将混合料装入到混凝土3D打印机中，混合的原料还包括有钢纤维和碎石，所述钢纤维的质量分数为4％，所述碎石的比例为3％，所述碎石的直径为6mm；

(3)打印

利用混凝土3D打印机进行钢筋笼外侧的主体外层打印；

(4)浇灌

同时进行钢筋笼内部的混凝土灌注，所述混凝土的浇灌量为50mm/min；

(5)振捣

接着对钢筋笼内部的混凝土进行振捣，所述振捣的时间为1min。

实施例2：

一种3D混凝土打印工艺的原料，所述原料包括水泥、砂、水和外加剂，所述外加剂与水泥的比例为5:100，所述3D混凝土打印工艺的步骤包括：

(1)搭建模板及绑扎钢筋

按照施工需要进行搭建模板和绑扎钢筋，并进行检查，所述检查的次数为2次；

(2)配比并搅拌混凝土

将水泥、砂、水和外加剂按照比例进行混合，得到混合料，接着将混合料装入到混凝土3D打印机中，混合的原料还包括有钢纤维和碎石，所述钢纤维的质量分数为5％，所述碎石的比例为4％，所述碎石的直径为8mm；

(3)打印