[发明专利]一种可3D打印的铜炉渣电磁吸波混凝土及其使用方法

说明书

本发明涉及一种可3D打印的铜炉渣电磁吸波混凝土及其使用方法，按重量份数计，混凝土的组成和含量分别为：快硬性普通硅酸盐水泥6.8‑7.2份；石英砂6.9‑7.1份；铜炉渣1.65‑1.75份；铜粉0.28‑0.71份，所述铜粉由黄铜粉和紫铜粉构成，黄铜粉和紫铜粉的重量比为7:2.5～3.5；硅灰0.75‑0.85份；减水剂0.09‑0.15份；长度为11‑14mm的玄武岩纤维0.04‑0.07份；粘度为2万‑7万的羟丙基甲基纤维素0.003‑0.005份；水1.70‑1.74份。该混凝土选用铜炉渣和铜粉作为原料，兼容铜炉渣与铜粉的打印性能和电磁吸波性能，为一种可3D打印的电磁吸波混凝土，可以在3.4GHz频段宽度上达到对电磁波90％以上的吸收。

技术领域

本发明涉及3D打印混凝土技术领域，具体来说是涉及一种可3D打印的铜炉渣电磁吸波混凝土及其使用方法。

背景技术

建筑级3D打印快速成型技术是一种利用机电一体化技术，自动将水泥基材料层层打印成所设计结构的新型建造技术。3D打印技术具有快速、灵活、效率高的优点，并在道路、桥梁、建筑等领域获得显著的发展。混凝土3D打印技术可以将各种固态的胶凝材料、碳材料、金属材料以及液态的化学添加剂用于材料的制备，有利于对材料功能性、耐久性的改善。同时，3D打印混凝土技术也因其设计自由度大、建造灵活性高、施工速度快、人工成本低、自动化程度高、环境污染小等诸多优点得到了广泛推广。

在当今，人们生活水平的提高和各种电器的频繁使用导致电磁辐射日益增强，电磁污染成为世界环境的第五害。电磁吸波混凝土的研发与应用对改善电磁环境，促进人类在电磁环境下的身心健康具有重大意义。同时，电磁吸波混凝土能够降低电视发射台、基站、微波实验室、医院、变电站等建筑结构的电磁干扰。电磁吸波混凝土的研究成果还可以拓展到军事领域，用于增强军事构筑物反雷达探测的隐身能力。然而，目前针对可3D打印的电磁吸波混凝土材料种类的报道尚少，而且3D打印电磁吸波混凝土材料的使用需要与3D打印机的工作参数协调一致。例如混凝土拌合物的可打印性能(如流动性、挤出性、建造性、早期刚度等)与混凝土材料的电磁吸波参数(如电磁吸波峰值，电磁吸波频宽等)相互制约也相辅相成。只有合理优化设计电磁吸波混凝土材料的可打印性能与打印机的打印参数，方可保证打印的顺利完成。

3D打印混凝土的优势在于可以降低人工费、材料费、机械运输费等，如申请号为201610947297.1的中国专利公开一种用于3D打印的混凝土，申请号为201510375110.0的中国专利公开一种用于3D打印的高性能粉末混凝土，以及申请号为201510228281.0的中国专利公开一种可用于3D打印的混凝土材料及其制备方法，上述的3D打印呢混凝土材料均未涉及电磁吸波材料的制备。

发明内容

本发明的目的是，提供一种可3D打印的铜炉渣电磁吸波混凝土及其使用方法。该混凝土选用铜炉渣和铜粉作为原料，配比各种材料掺量，兼容铜炉渣与铜粉的打印性能和电磁吸波性能，为一种可3D打印的电磁吸波混凝土，可以在3.4GHz频段宽度上达到对电磁波90％以上的吸收。该使用方法充分考虑各原料的性能，设置合理的静置时间、挤出速度和打印速度，使本发明混凝土能实现3D打印，有利于推动3D打印混凝土的实际工程应用。

本发明的目的是通过以下技术方案进行实现：

一种可3D打印的铜炉渣电磁吸波混凝土，按重量份数计，混凝土的组成和含量分别为：

快硬性普通硅酸盐水泥6.8-7.2份；

石英砂6.9-7.1份；

铜炉渣1.65-1.75份；

铜粉0.28-0.71份，所述铜粉由黄铜粉和紫铜粉构成，黄铜粉和紫铜粉的重量比为7:2.5～3.5；

硅灰0.75-0.85份；

减水剂0.09-0.15份；