[发明专利]一种3D打印建筑结构墙体的方法

说明书

技术领域

本发明涉及3D打印技术领域，尤其涉及一种3D打印建筑结构墙体的方法。

背景技术

3D打印技术自问世以来，迅速改变了诸多行业的生产工艺，达到了传统工艺难以实现的生产效果。3D打印技术可使单一产品的成本与其生产数量无关，并能进行产品的个性化和定制化生产，从而达到先进的生产制造水平。

目前，3D打印技术的优势集中体现在工业设计领域，在建筑材料领域的优势越来越明显，3D打印机建筑材料为原料，采用数字建模和逐层打印的方法，满足各种常规或异形建筑墙体的生产制造需求，但目前的3D打印建筑材料由于存在重量大，结构稳定性差，成本高的技术问题，限制了应用。

发明内容

基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种3D打印建筑结构墙体的方法，不仅节省原料，节能环保，而且可有针对性地满足建筑结构性和装饰性的需求，所得墙体韧性好，重量轻，粘结性和抗裂性高，抗压、抗折强度极为优异，经过3D打印得到的建筑结构稳定性好、强度高。

本发明提出的一种3D打印建筑结构墙体的方法，包括以下步骤：

S1、将废弃混凝土粉、废弃砖粉混合，粉碎，研磨，干燥，加入水泥混合均匀得到第一物料；

S2、将碳纳米管、蓖麻油、水混合，升温搅拌，喷雾干燥，加入甲酸、石油醚混合，调节温度搅拌，滴加磷酸溶液，滴加完全后继续搅拌，滴加双氧水搅拌，过滤，干燥，加入减水剂、铁尾矿、纳米氧化锆、石膏、堇青石、纳米球形四氧化三铁磁粉混合均匀得到第二物料；

S3、将水持续搅拌，搅拌过程中加入第一物料、第二物料、双马来酰亚胺，继续搅拌至粘性浆体状态，然后转移至3D打印系统中打印得到建筑结构墙体。

优选地，S1中，按重量份将50-70份废弃混凝土粉、30-60份废弃砖粉混合，粉碎，研磨，干燥，加入12-22份水泥混合均匀得到第一物料。

优选地，S2中，将碳纳米管、蓖麻油、水混合，升温至80-88℃搅拌5-15min，搅拌速度为2400-3000r/min，喷雾干燥，加入甲酸、石油醚混合，调节温度至75-85℃搅拌20-30min，滴加浓度为10-11mol/L磷酸溶液，滴加完全后继续搅拌35-45min，滴加双氧水搅拌2-4h，过滤，干燥，加入减水剂、铁尾矿、纳米氧化锆、石膏、堇青石、纳米球形四氧化三铁磁粉混合均匀得到第二物料。

优选地，S2中，按重量份将15-25份碳纳米管、30-40份蓖麻油、20-30份水混合，升温至80-88℃搅拌5-15min，搅拌速度为2400-3000r/min，喷雾干燥，加入4-10份甲酸、40-50份石油醚混合，调节温度至75-85℃搅拌20-30min，滴加2-4份浓度为10-11mol/L磷酸溶液，滴加完全后继续搅拌35-45min，滴加2-6份双氧水搅拌2-4h，过滤，干燥，加入1-2份减水剂、15-25份铁尾矿、8-16份纳米氧化锆、4-12份石膏、15-25份堇青石、15-22份纳米球形四氧化三铁磁粉混合均匀得到第二物料。

优选地，S2中，减水剂由木质素磺酸钙、多环芳香族磺酸钠及糖钙减水剂的一种或两种以上组成。

优选地，S3中，按重量份将20-40份水持续搅拌，搅拌过程中加入50-80份第一物料、30-45份第二物料、1-2份双马来酰亚胺，继续搅拌至粘性浆体状态，然后转移至3D打印系统中打印得到建筑结构墙体。

本发明以废弃混凝土粉、废弃砖粉、水泥为骨料，制成3D打印材料，实现了废弃混凝土粉、废弃砖粉的循环利用，是一种绿色的3D打印材料，不仅节省原料，节能环保，而且可有针对性地满足建筑结构性和装饰性的需求；其中使用条件温和、操作简单，所得墙体韧性好，粘结性和抗裂性高，经过3D打印得到的建筑结构稳定性好、强度高。本发明采用蓖麻油对碳纳米管处理，在增大填充量的前提下，不易团聚，而蓖麻油经过强氧化处理双键打开形成环氧产物，不仅活性极高，而且具有极为优异的分散性，以减水剂复配可有效促使第一物料在水中分散，在保证力学性能的前提下，结合强度高，重量轻，同时抗压、抗折强度极为优异；而铁尾矿、纳米氧化锆、石膏、堇青石、纳米球形四氧化三铁磁粉配合，在保证力学性能的前提下，进一步增强抗压、抗折强度。

本发明将先进的3D打印技术与绿色建筑材料完美融合，借助3D打印技术成型不受形状限制的优点，制造出形状各异的绿色建筑，满足了有特殊需求的建筑设计，本发明可满足建筑结构中的一些复合式设计，让建筑墙体充分地减重，但是强度依然很高，而且恰好发挥了3D打印技术的优势。

具体实施方式