[发明专利]3D打印用超胶凝水泥的制备方法以及3D打印用超胶凝水泥

说明书

本发明提供一种3D打印用超胶凝水泥的制备方法以及由该方法制备的3D打印用超胶凝水泥。本发明提供的3D打印用超胶凝水泥的制备方法包括：步骤一：取100‑150重量份铝酸盐水泥、400‑600重量份水、2‑8重量份助磨剂放入球磨机中，湿磨得到纳米浆料A；步骤二：将380‑475重量份硅酸盐水泥熟料、20‑25重量份石膏、120‑180重量份水、10‑30重量份超细陶瓷纤维、1‑5重量份减水剂通过液相研磨得到浆料B；步骤三：在所述浆料B中加入所述纳米浆料A、1‑10重量份界面增强剂、15‑40重量份玄武岩纤维，并混合，得到3D打印用超胶凝水泥。本发明提供的3D打印用超胶凝水泥容易量产、且湿磨高效、并且能够使得3D打印具有速凝易打印性、高抗压强度和优良后期性能。

技术领域

本发明属于建筑材料技术领域，涉及一种3D打印用超胶凝水泥的制备方法以及由该方法制备的3D打印用超胶凝水泥。

背景技术

3D打印技术是近30年来发展起来的一种新型材料制备技术，被认为是“第三次工业革命的重要生产工具”。同期，水泥基材料3D打印也得到了显著发展和推广，已成功应用于房屋建筑、地下工程、道路桥梁等建筑领域，并表现出巨大的发展潜力。3D打印技术与传统的材料制备技术最大的优势在于，其速度快，不需要模板和大量的工人，可以实现整体成型，减少了一系列繁琐的步骤，极大地提高了制备效率，减少了资源的浪费。

然而，目前，水泥基3D打印技术尚处于起步阶段，缺乏对材料、设备及工艺系统等方面的全面研究，尤其在材料方面。目前使用的3D打印水泥材料存在一些缺点，主要表现在:早期强度低、凝结时间长、材料流动性差、不易粘聚等缺点，导致打印材料落位后易发生坍塌、变形等问题，且水泥水化后期，由于硬化水泥浆体体积收缩而造成收缩裂纹，影响3D打印构件的体积稳定性与耐久性。

CN105731942A公开了一种用于3D打印的水泥基复合材料及其制备方法和应用,其中所述的水泥基复合材料按重量百分数计包括如下组分：复合胶凝材料：19-25％；收缩抑制剂：0.2-0.6％；防碳化剂：1-2％；集料：57-66％；纤维增强材料：0.3-1.1％；液体无碱速凝剂：0.9-1.8％；缓凝剂：0.8-1.7％；增稠剂：0.02-2％；保塑剂：0.2-0.4％；消泡剂：0.04-0.09％；减水剂：0.04-0.2％；水：5-14％。该发明所提供的用于3D打印的水泥基复合材料中的组分种类繁多，剂量复杂，难以控制，不便于大面积生产。

CN111393046A公开了一种高性能3D打印水泥，以重量百分比计，所述水泥包括80％-100％的硅酸盐质胶凝材料和0％-20％的高贝利特硫铝酸盐水泥。该高性能3D打印水泥的制备方法包括以下步骤：混合专用水泥熟料和石膏的混合物、混合材料，并加入助磨剂磨制成硅酸盐质胶凝材料；按相应配方量提取高贝利特硫铝酸盐水泥；均匀混合硅酸盐质胶凝材料和高贝利特硫铝酸盐水泥，制得高性能3D打印水泥。上述发明采用混合干磨，研磨效率低，能耗高，经济效益较低。

发明内容

本发明的目的在于针对现有3D打印水泥基材料胶凝材料组分种类繁多、剂量复杂、难以控制、不便于量产、以及干磨使得研磨效率低、能耗大、经济效益低的问题，提供一种容易量产、且湿磨高效、并且能够使得3D打印具有速凝易打印性、高抗压强度和优良后期性能的3D打印用超胶凝材料。

本发明提供一种3D打印用超胶凝水泥的制备方法，该方法包括：

步骤一：取100-150重量份铝酸盐水泥、400-600重量份水、2-8重量份助磨剂放入球磨机中，湿磨得到纳米浆料A；

步骤二：将380-475重量份硅酸盐水泥熟料、20-25重量份石膏、120-180重量份水、10-30重量份超细陶瓷纤维、1-5重量份减水剂通过液相研磨得到浆料B；

步骤三：在所述浆料B中加入所述纳米浆料A、1-10重量份界面增强剂、15-40重量份玄武岩纤维，并混合，得到3D打印用超胶凝水泥。