[发明专利]一种用于建筑3D打印的绿色水泥基材料

说明书

本发明提供了一种用于建筑3D打印的绿色水泥基材料，由硫铝酸盐水泥、矿物掺合料、石膏、再生砂、增稠剂、缓凝剂、减水剂、水等按一定比例混合、搅拌得到。该发明提供的技术大量地消耗了建筑废弃物和工业副产物，降低了生产成本，而且制得性能优异、满足建筑3D打印需求的水泥基材料。

技术领域

本发明涉及新型制造技术领域，同时涉及固体废弃物资源化利用领域，具体涉及利用建筑垃圾制备一种用于建筑3D打印的绿色建筑材料。

背景技术

目前，我国城市化进程加快，已进入到高速城市化的起飞线上。随着城市规模的扩大和新时代城市面貌要求，大量建筑物的拆迁已是不可避免，从而带来大量的建筑垃圾，废弃混凝土就是其中之一。对于废弃混凝土，目前的回收利用极为有限，而最主要的处理手段是填埋和堆放。大量建筑垃圾的堆积不仅侵占了日益紧缺的土地资源，而且严重危害周边的环境，给社会发展和国家环保部门带来巨大的压力。众所周知，建筑材料的生产在利废方面有着巨大的潜力，能大量的消耗废弃物，变废为宝。因此，将建筑垃圾再次用于建筑材料的生产具有巨大的潜力。

近年来，3D打印技术在多个领域得到发展和应用，而3D打印建筑也将成为建筑业新的生产模式。3D打印建筑显然离不开“墨水”，即建筑材料，而且对建筑材料的性能提出了更高的要求，如凝结硬化速度快、粘聚性强等。硫铝酸盐水泥作为一种特种水泥，具有快凝早强的特点，能满足3D打印的要求，但因价格较高限制了它的推广应用。

本发明为降低3D打印建筑材料的生产成本，首先采用矿物掺合料替代一部分水泥，再者采用再生砂替代天然砂或机制砂，不仅降低了生成成本，而且大量的消耗废弃物，具有良好的经济效益和社会效益。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于建筑3D打印的绿色水泥基材料，降低生产成本，大量地消耗建筑垃圾，满足市场对3D打印建筑材料的需求。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：

一种用于建筑3D打印的绿色水泥基材料，按照质量百分比，由以下组分组成：

硫铝酸盐水泥 20~40%，

矿物掺合料 0~20%，

石膏 0~10%，

再生砂 20~50%，

增稠剂 0~2%，

缓凝剂 0~0.2%，

减水剂 0~2%，

水 9~20%。

所述水泥为硫铝酸盐水泥，具有烧成温度低、碳排放量小等节能、减排的特点。

所述矿物掺合料是指矿渣、粉煤灰、硅灰、偏高岭土等具有火山灰活性或潜在水硬性的辅助性胶凝材料。

所述石膏是指天然石膏、脱硫石膏、磷石膏或其他工业副产石膏或其脱水后的半水石膏。

所述再生砂是由建筑垃圾废弃混凝土破碎、筛分得到，最大粒径不超过5mm。

所述增稠剂为甲基纤维素、羧甲基纤维素或纤维素醚等具有增稠功能的添加剂。

所述缓凝剂是指延长水泥、石膏凝结时间的外加剂。

所述减水剂是指聚羧酸、奈系等具有减水功能的外加剂。

制备方法包括以下步骤：

（1）按照配比称取各原料，并将减水剂、缓凝剂溶于水中，搅拌均匀，待用；