[发明专利]一种用于3D打印的轻骨料混凝土及其制备方法与应用

摘要

本发明涉及一种用于3D打印的轻骨料混凝土及其制备与应用，该混凝土包括以下重量份的组分：硅酸盐水泥100份；粉煤灰30份；硅灰1～5份；水20～45份；速凝剂1～5份；早强剂1～5份；絮凝剂1～3份；轻骨料80～200份，制备时，先将陶粒混合得到轻骨料，然后将硅酸盐水泥、粉煤灰、硅灰、速凝剂和早强剂混合得到混合粉料，最后将轻骨料和混合粉料混合均匀加入水即可，制备得到的混凝与可用做3D打印机建造混凝土结构的原料。与现有技术相比，本发明自身重量轻，大大减小了打印过程中上层混凝土对下层混凝土的压力，减小了底层混凝土的塑性变形，同时减小了垮塌的可能性，且该混凝土能够使混凝土材料具有隔热和保温的功能。 1

主权项

1.一种用于3D打印的轻骨料混凝土，其特征在于，该混凝土包括以下重量份的组分：

2.根据权利要求1所述的一种用于3D打印的轻骨料混凝土，其特征在于，所述的硅酸盐水泥的型号为42.5R，所述粉煤灰的等级为Ⅰ级，所述硅灰的等级为Ⅰ级。

3.根据权利要求1所述的一种用于3D打印的轻骨料混凝土，其特征在于，所述的速凝剂为无碱液态的速凝剂，包括以硫酸铝为主要组分的速凝剂、以硫酸铝和铝酸钠为主要组分的速凝剂、以硫酸铝和氢氧化铝为主要组分的速凝剂、以硫酸铝和氟化钠为主要组分的速凝剂或以硫酸铝和硫酸镁为主要组分的速凝剂。

4.根据权利要求1所述的一种用于3D打印的轻骨料混凝土，其特征在于，所述的早强剂为无机盐类早强剂、有机化合物早强剂或复合型早强剂和早强减水剂中的一种，其中，所述无机盐类早强剂为包含氯化物、硫酸盐、亚硝酸盐或碳酸盐的具有早强作用的外加剂；所述有机化合物早强剂为包含甲醇、乙醇、乙二醇、三乙醇胺、三异丙醇胺、二乙醇胺或尿素的具有早强作用的外加剂，所述复合型早强剂和早强减水剂为包含同时包含无机盐类早强剂及有机化合物早强剂的混合早强剂。

5.根据权利要求1所述的一种用于3D打印的轻骨料混凝土，其特征在于，所述的絮凝剂为水溶性有机聚合物、微细无机材料、有机水溶性絮凝剂或有机材料乳液，其中，所述水溶性有机聚合物包括纤维脂、淀粉胶、聚氛乙烯、聚丙烯酰胺、羧乙烯基聚合物或聚乙烯醇，所述微细无机材料包括如硅灰、硅酸铝、膨润土或硅藻土，所述有机水溶性絮凝剂包括带有烃基的苯乙烯共聚合物、天然胶、水溶性多糖聚合物或威兰树脂，所述有机材料乳液包括丙烯酸乳液或石蜡乳液。

6.根据权利要求1所述的一种用于3D打印的轻骨料混凝土，其特征在于，所述的轻骨料包括粒径为0～5mm的陶粒，其中，粒径为3～5mm陶粒、粒径为1～3mm陶粒与粒径为0～1mm陶粒的质量比为(20～40)：(60～80)：(30～50)。

7.根据权利要求6所述的一种用于3D打印的轻骨料混凝土，其特征在于，所述的陶粒包括页岩陶粒或粉煤灰陶粒。

8.一种如权利要求1～7任一所述用于3D打印的轻骨料混凝土的制备方法，其特征在于，包括以下几个步骤：

(1)将不同粒径的陶粒混合均匀，得到轻骨料备用；将硅酸盐水泥、粉煤灰、硅灰、速凝剂、早强剂、絮凝剂混合均匀，制得混合粉料；

(2)将步骤(1)制得的轻骨料和混合粉料混合均匀，得到混合原料；

(3)在3D打印前，将混合原料与水混合，搅拌均匀后加入至3D打印机中进行打印。

9.一种如权利要求1～7任一所述用于3D打印的轻骨料混凝土的应用，其特征在于，该混凝土用做3D打印机建造混凝土结构的原料，所述混凝土结构包括保温隔热的轻质墙体。