[发明专利]一种基于石墨烯吸音棉纤维基材的3D打印水泥降噪屏障的制备方法

说明书

本发明涉及一种基于石墨烯/吸音棉纤维基材的3D打印水泥降噪屏障的制备方法，包括以下步骤：S1，制备石墨烯/吸音棉纤维基材的增强复合水泥：S2，3D打印水泥降噪屏障单元体：S3、水泥降噪屏障的搭建。本发明采用三维CAD数字化造型，分体3D打印成型，基于石墨烯/吸音棉纤维基材的增强复合水泥具有良好的出泵性、挤出性和粘结性，强度高，可塑好，空间成型和造型能力好，可制备出结构与形状较为复杂的降噪屏障，具有较好的隔音降噪效果，整体组装完成，无需使用模板，降低了施工难度，缩短了施工时间，降低造价成本，还大幅度减少了现场施工人员，低碳节能、绿色环保、耐腐蚀、耐候性强,使用寿命长，具有良好的社会效益和经济效益。

技术领域

本发明涉及降噪隔音技术领域，尤其是一种基于石墨烯/吸音棉纤维基材的3D打印水泥降噪屏障的制备方法。

背景技术

高速公路的噪音污染已成为声学环境主要问题之一。噪音严重影响人们的正常生活与工作,并对人的身心健康产生危害，传统声屏障建设周期长、使用寿命短，常见的水泥声屏障为水泥单板,通常为平面结构，降噪效果并不理想。

3D打印是作为一种近年崛起的的高新技术，已在模具制造、工业设计等领域取得较多成果，在建筑等领域的运用方兴未艾。而3D打印混凝土技术更是3D打印的一种全新尝试，有着巨大的发展空间。3D打印技术通过数字模型和分层制造的方法实现整体成型，可以制造出传统方式很难建造的复杂多样化建筑，且无需使用模板，不仅降低了施工难度，缩短了施工时间，降低了建筑成本，还大幅度减少了现场施工人员，提升作业的安全性。此外还具有个性化、低碳节能、绿色环保、使用寿命长等各种优点，具有良好的社会效益和经济效益。

与传统的水泥混凝土相比，3D打印技术对水泥基复合材料的施工性能、力学性能、功能性等均提出更高的要求，打印水泥基材料应具有良好的出泵性、挤出性、可建造性、触变性和粘结性等，而传统的水泥难以满足上述性能要求，无法直接作为3D打印建筑材料。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：为了克服现有技术中之不足，本发明提供一种基于石墨烯/吸音棉纤维基材的3D打印水泥降噪屏障的制备方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种基于石墨烯/吸音棉纤维基材的3D打印水泥降噪屏障的制备方法，包括以下步骤：

S1，制备石墨烯/吸音棉纤维基材的增强复合水泥：

S1-1、将硅酸盐水泥100份、石英砂100份、矿粉10份、快硬硫铝酸盐水泥10份、煅烧黏土10份、吸音棉纤维2份按比例混合，加入混凝土电动式搅拌机内，搅拌机转速设定为60r/min后进行搅拌5min，至完全混合均匀；

S1-2、将水与0.2份减水剂先在干净的容器内混合搅拌至均匀，之后再加入到工作状态的的搅拌机内，将搅拌机转速设定为60r/min后进行搅拌5min；

S1-3、将5份石墨烯分散液加入到工作状态下的搅拌机内，搅拌机转速设定为100r/min后进行搅拌10min，即得到所述3D打印石墨烯/吸音棉纤维基材的增强复合水泥；

S2，3D打印水泥降噪屏障单元体：

S2-1、通过计算机建模软件完成所述降噪屏障三维CAD造型，经STL数据转换后输入到水泥3D打印成型系统中，然后分层切片；

S2-2、设置3D打印参数，建立的3D打印程序，将增强复合水泥料浆送入与打印喷头连通的进料体系中进行逐层打印，得到降噪屏障单元体；

S3、水泥降噪屏障的搭建：

S3-1、对降噪屏障单元体经过十五天养护，运至高速公路现场吊装拼接；

S3-2、拼接时以降噪屏障单元体上下楔口为基准进行装配，降噪屏障单元体相邻接缝处用水泥浆料涂补，降噪屏障高度和长度可以根据具体路段噪声情况而定，其中降噪屏障高度为4～5米。