[发明专利]一种3D打印绿色镁基水泥混凝土制品及其养护方法

说明书

本发明公开了一种3D打印绿色镁基水泥混凝土制品及其养护方法，包括以下重量份原料：镁砂100份，镁基标准砂110‑150份，水渣砂0‑50份，工程渣土0‑40份，磷酸盐120‑140份，镁盐100‑130份、外加剂5‑15份，干冰10‑25份，水60‑90份；本发明通过在绿色镁基水泥新拌浆体中加入米粒状干冰，降低新拌浆体的温度，促进水化放热反应，显著提高新拌浆体的碳化程度和水化程度；由于所用的镁基标准砂是不同粒径的轻烧氧化镁和重烧氧化镁，从而使部分镁基标准砂表面可以参与水化反应，增强了镁基标准砂与水化浆体的界面粘结性能；通过将硬化后的绿色镁基水泥混凝土制品放置在温控碳化室中养护，进一步改善了绿色镁基水泥的微观结构。

技术领域

本发明属于建筑材料领域，具体涉及一种3D打印绿色镁基水泥混凝土制品及其养护方法。

背景技术

绿色镁基水泥包括氯氧镁水泥、硫氧镁水泥和磷酸镁水泥，是一种低碳绿色水泥，具有良好的发展前景。目前，关于绿色镁基水泥的研究主要集中在水化机理、工作性能、力学性能和热学性能方面的研究，而且大部分的研究思路是通过掺加外加剂来改善绿色镁基水泥的相关性能，但现有研究结果对解决绿色镁基水泥水化过程中放热，整体碳化程度低，影响制品品质的效果均不理想；绿色镁基水泥可采用冰点以下低温措施进行物理改性，在实验室中，通常需要购置制冷设备来营造冰点以下的低温环境，对于一些比较大的建筑构件，需要定制专门的制冷设备，往往需要花费大量资金。

此外，炼钢厂的水渣砂一般需要研磨成矿粉后才能进行利用，直接对水渣砂的高效资源化利用目前还缺乏有效的技术方案。同时，石英标准砂目前只能作为骨料参与3D打印增材制造中，由于不能参与水化反应而造成石英标准砂与水泥浆体之间的粘结界面成为硬化浆体的微观缺陷，现有技术缺乏可以与绿色镁基水泥进行反应的砂子等细骨料。

同时，我国每年产生大量建筑垃圾，其中超过70％为工程渣土，由于工程渣土不能直接添加到硅酸盐混凝土中，难以直接利用造成环境问题。镁基水泥作为一种绿色水泥，其3D打印方面的研究仍较少，严重限制其工业化发展和工程运用。

发明内容

本发明提供一种3D打印绿色镁基水泥混凝土制品及其养护方法，解决绿色镁基水泥整体碳化程度较低；难以冰点以下低温生产；3D打印工业应用缺乏；缺少参与镁基水泥反应的砂子细骨料，及水渣砂和工程渣土难以高效资源化利用等问题。

本发明提供一种3D打印绿色镁基水泥混凝土制品，所述绿色镁基水泥混凝土制品包括以下重量份原料：镁砂100份，镁基标准砂110-150份，水渣砂0-50份，工程渣土0-40份，磷酸盐120-140份，镁盐100-130份、外加剂5-15份，干冰10-25份，水60-90份。

进一步地，所述绿色镁基水泥混凝土制品具体包括以下重量份原料：镁砂100份，镁基标准砂140份，水渣砂45份，工程渣土35份，磷酸盐130份，镁盐115份，外加剂10.5份，干冰16份，水70份。

进一步地，所述镁砂为轻烧氧化镁、重烧氧化镁中的一种或两种，均为工业级原料；所述轻烧氧化镁中的氧化镁含量为88.6％-97.2％，所述轻烧氧化镁中的活性氧化镁含量为64.3％-76.0％；所述重烧氧化镁中的氧化镁含量为83.2％-98.0％，所述重烧氧化镁中的活性氧化镁含量为8.3％-41.8％；所述镁砂的平均粒径为65nm-190nm，比表面积为32m²/g-92m²/g。

进一步地，所述磷酸盐为磷酸二氢钾、磷酸二氢铵中的一种或两种，均为工业级原料，所述磷酸盐的含量为98％且细度为45μm-90μm；所述镁盐为七水硫酸镁、六水氯化镁中的一种或两种，所述镁盐均为工业级原料，细度为48μm-75μm；所述七水硫酸镁的含量为98％，所述六水氯化镁的含量为44％-46％。