一种3D打印砂浆制备方法与流程

本发明涉及建筑3d打印材料，具体为一种3d打印砂浆制备方法。

背景技术：

1、利用建筑垃圾破碎筛分料制备3d打印砂浆需要平衡砂浆在打印设备内的连续挤出工作时间与挤出后的逐层堆叠支撑能力。现有制备工艺将粉体物料与水直接混合，容易导致粉体遇水发生团聚结块，影响粉体在浆体内部分散均匀度，造成砂浆体系流变性能产生波动。

2、为了满足3d打印快速凝结要求而在混拌阶段加入促凝材料，促凝材料与水泥成分过早接触发生凝结反应，缩短砂浆工作时间，造成砂浆在打印设备管道内部发生堵塞。干燥的建筑垃圾破碎筛分料表面孔隙率差异导致吸水率存在波动，直接将干燥的建筑垃圾破碎筛分料混入浆体中，干燥的建筑垃圾破碎筛分料快速吸收浆体中水分，引发砂浆流动度丧失。

3、在混入硬质建筑垃圾骨料阶段保持高转速进行搅拌，高转速产生的剪切力破坏早期形成的浆体结构，同时硬质骨料对搅拌设备内部组件产生机械磨损，增加设备运行维护成本。

4、因此，有必要提供一种3d打印砂浆制备方法，以解决上述至少一种技术问题。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明提供了一种3d打印砂浆制备方法，解决了粉体物料遇水发生团聚结块造成砂浆流变性能波动、促凝材料与水泥成分过早接触发生凝结反应造成打印设备堵塞、干燥的建筑垃圾破碎筛分料吸收水分引发砂浆流动度丧失，以及高转速搅拌硬质骨料破坏浆体结构并产生设备磨损的问题。

2、为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：

3、本发明提供一种3d打印砂浆制备方法，包括以下步骤：

4、将矿粉、粉煤灰、氟石膏、快硬水泥、纤维、葡萄糖酸钠、十水硼砂和钠基膨润土投入干粉搅拌机中，控制干粉搅拌机转速混合，得到预混干粉；

5、将第一部分拌合水注入行星式砂浆搅拌机中，将聚羧酸减水剂和六偏磷酸钠加入第一部分拌合水中，控制行星式砂浆搅拌机转速搅拌，得到活性分散液；

6、维持行星式砂浆搅拌机转速，将预混干粉匀速倒入活性分散液中，持续搅拌，得到初级浆体；

7、将液体硅酸钠完全溶解于第二部分拌合水中，得到硅酸钠补加液；

8、调低行星式砂浆搅拌机转速，将干燥的建筑垃圾破碎筛分料与硅酸钠补加液同步匀速加入初级浆体中，维持行星式砂浆搅拌机转速搅拌，得到3d打印砂浆。

9、投入干粉搅拌机中的各原料重量份为：矿粉45-65份、粉煤灰15-20份、氟石膏15-28份、快硬水泥3-12份、纤维0.03-0.12份、葡萄糖酸钠0.02-0.08份、十水硼砂0.02-0.05份和钠基膨润土0.5-1.5份。

10、加入行星式砂浆搅拌机中的各原料重量份为：第一部分拌合水9.9-18.2份、聚羧酸减水剂0.10-0.35份、六偏磷酸钠0.05-0.15份、液体硅酸钠按折干质量计0.05-0.10份、第二部分拌合水8.1-9.8份和干燥的建筑垃圾破碎筛分料80-120份。

11、控制干粉搅拌机转速混合的具体操作条件为：控制干粉搅拌机转速为40-60rpm，混合时间为1-2min。

12、控制行星式砂浆搅拌机转速搅拌的具体操作条件为：控制行星式砂浆搅拌机转速为100-150rpm，搅拌时间为30-60秒。

13、预混干粉倒入完毕后，持续搅拌的操作条件为：维持行星式砂浆搅拌机转速为100-150rpm，持续搅拌时间为1-2min。

14、调低行星式砂浆搅拌机转速，将干燥的建筑垃圾破碎筛分料与硅酸钠补加液同步匀速加入初级浆体中，维持行星式砂浆搅拌机转速搅拌的具体操作条件为：调低行星式砂浆搅拌机转速至30-50rpm，干燥的建筑垃圾破碎筛分料与硅酸钠补加液加入完毕后，维持行星式砂浆搅拌机转速为30-50rpm，搅拌时间为2-3min。

15、聚羧酸减水剂和六偏磷酸钠预先分散于第一部分拌合水中得到活性分散液。预混干粉投入活性分散液中混合得到初级浆体。液体硅酸钠完全溶解于第二部分拌合水中得到硅酸钠补加液，将液体硅酸钠与预混干粉中快硬水泥隔离。干燥的建筑垃圾破碎筛分料与硅酸钠补加液同步匀速加入初级浆体中，干燥的建筑垃圾破碎筛分料吸收硅酸钠补加液中水分。调低行星式砂浆搅拌机转速，避免破坏初级浆体结构，降低干燥的建筑垃圾破碎筛分料对行星式砂浆搅拌机磨损。液体硅酸钠与初级浆体混合形成凝胶，在干燥的建筑垃圾破碎筛分料表面形成包裹层，提供3d打印砂浆连续挤出与逐层堆叠支撑能力。

16、本发明提供了一种3d打印砂浆制备方法，具备以下有益效果：

17、1、本发明通过将第一部分拌合水与聚羧酸减水剂和六偏磷酸钠混合得到活性分散液，再将预混干粉匀速倒入活性分散液中得到初级浆体，防止粉体物料直接加水产生团聚结块，保障快硬水泥、纤维和钠基膨润土在浆体内部均匀分散，提供稳定的砂浆流变状态。

18、2、本发明通过将液体硅酸钠完全溶解于第二部分拌合水得到硅酸钠补加液，并将干燥的建筑垃圾破碎筛分料与硅酸钠补加液同步匀速加入初级浆体中，推迟液体硅酸钠接触快硬水泥发生快凝反应的时间，利用干燥的建筑垃圾破碎筛分料吸收水分，促使液体硅酸钠在干燥的建筑垃圾破碎筛分料表面反应形成凝胶层，保障3d打印砂浆连续挤出与堆叠成型。

19、3、本发明通过在加入干燥的建筑垃圾破碎筛分料与硅酸钠补加液时调低行星式砂浆搅拌机转速，避免高转速产生的高剪切力破坏初级浆体结构，同时降低干燥的建筑垃圾破碎筛分料在搅拌混合过程中对行星式砂浆搅拌机的物理磨损，降低设备运行维护成本。

1.一种3d打印砂浆制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，投入所述干粉搅拌机中的各原料重量份为：

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述第一部分拌合水、聚羧酸减水剂、六偏磷酸钠、液体硅酸钠、第二部分拌合水和干燥的建筑垃圾破碎筛分料的重量份为：

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，控制所述干粉搅拌机进行混合的具体操作条件为：

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，控制所述行星式砂浆搅拌机转速搅拌的具体操作条件为：

6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述预混干粉倒入完毕后，所述持续搅拌的操作条件为：

7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，使所述行星式砂浆搅拌机的转速低于制备使所述行星式砂浆搅拌机的转速，将干燥的建筑垃圾破碎筛分料与所述硅酸钠补加液同步匀速加入所述初级浆体中，维持所述行星式砂浆搅拌机转速搅拌的具体操作条件为：

8.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，制备所述3d打印砂浆的全部原料重量份限定为：

9.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，制备所述3d打印砂浆的全部原料重量份限定为：

10.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，制备所述3d打印砂浆的全部原料重量份限定为：