[发明专利]一种基于3D打印的再生水泥基材料及其制备方法

说明书

本发明提供了一种基于3D打印的再生水泥基材料及其制备方法，所述再生水泥基材料包括以下的成分：水泥、陶瓷粉、粉煤灰、石墨尾矿、河砂、水、减水剂、增稠剂、玄武岩纤维，且按照质量比，所述水泥、所述陶瓷粉、所述粉煤灰、所述石墨尾矿、所述河砂、所述水、所述减水剂、所述增稠剂以及所述玄武岩纤维的比例为：100：0‑29：0‑14：0‑57：0‑170：0‑56：0.01‑0.8：0.01‑1.7：0.01‑0.5。本发明能有效利用资源，减少资源浪费以及环境污染，制备的再生水泥基材料具有适宜的流动性以及优异的可挤出性、成型效果、可建造性以及抗压强度，能获得高质量的工程产品，应用在3D打印中，总体的工程时间短，人力耗费低，有助于降低成本。

技术领域

本发明涉及建筑3D打印材料技术领域，具体而言，涉及一种基于3D打印的再生水泥基材料及其制备方法。

背景技术

陶瓷在我国的产量很大，陶瓷抛光砖是也我国产量最大的建筑陶瓷产品之一，在产品研磨抛光过程中要产生大量的固体废料，称为陶瓷粉。大量的陶瓷工业废渣废料也随着陶瓷工业的发展日益增多，不仅对城市环境造成巨大压力，也限制了城乡经济和陶瓷工业的可持续发展。石墨尾矿的长时间堆积造成石墨尾矿中的重金属元素浸入土壤进而污染地下水资源，在大风天气，石墨尾矿随风飘扬，造成较大的空气污染。而这些材料不仅不能得到更好的利用，还导致环境的污染。3D打印水泥基材料的优势在于无需模板浇筑，建造速度快、智能化程度高、降低建筑成本和节约劳动力等，但现有技术中制备的水泥基材料适宜应用在3D打印中的比较少，还会存在脆性大，影响工程质量的问题。另外，传统的钢结构或混凝土结构建筑的施工，都伴随着严重的噪声、扬尘等环境污染问题，材料不能有效利用导致资源浪费的问题。同时繁琐的施工工序存在高成本、工期长的问题。

综上，在制备再生水泥基材料领域，仍然具有亟待解决的上述问题。

发明内容

基于此，为了解决现有技术中材料不能有效利用，施工工期长以及成本高的问题，本发明提供了一种基于3D打印的再生水泥基材料及其制备方法，具体技术方案如下：

一种基于3D打印的再生水泥基材料，所述再生水泥基材料包括以下的成分：水泥、陶瓷粉、粉煤灰、石墨尾矿、河砂、水、减水剂、增稠剂、玄武岩纤维，且按照质量比，所述水泥、所述陶瓷粉、所述粉煤灰、所述石墨尾矿、所述河砂、所述水、所述减水剂、所述增稠剂以及所述玄武岩纤维的比例为：100：0-29：0-14：0-57：0-170：0-56：0.01-0.8：0.01-1.7：0.01-0.5。

优选地，所述陶瓷粉为陶瓷砖加工过程中产生的废渣粉。

优选地，所述石墨尾矿细度模数为0.9，pH值为10。

优选地，所述的河砂细度模数为2.5，pH值为7。

优选地，所述的减水剂为聚羧酸减水剂。

优选地，所述的增稠剂为工业级黄原胶。

优选地，所述玄武岩纤维的长度为5mm-8mm。

优选地，所述再生水泥基材料的水灰比为0.4，所述再生水泥基材料的砂胶比为1.5。

优选地，所述废渣粉的粒径为0.5mm-2.2mm，且杂质含量小于0.1％。

另外，本发明还提供一种基于3D打印的再生水泥基材料的制备方法，包括以下步骤：

将所述水泥、所述陶瓷粉、所述粉煤灰、所述石墨尾矿、所述河砂、所述增稠剂以及所述玄武岩纤维放置于加热搅拌装置中，在搅拌速为1500r/min-1800r/min的条件下搅拌12min-15min得到第一混合物；

将所述碱水剂与所述水按照比例混合均匀，得到第二混合物；