一种开放时间长的高触变性3D打印混凝土及其制备方法

技术特征：
1.一种开放时间长的高触变性3d打印混凝土，其特征在于，所述的混凝土按重量份包括：硅酸盐水泥组分300～500份，无机填料组分300～750份，纤维组分0.5～1.5份，酯基改性聚丙烯酸类增稠剂0.5～3份，大分子侧链丙烯酸聚合物0.5～5份，二乙三胺五乙酸0.5～3份，富里酸改性尾矿渣粉末50～100份，水90～150份。2.根据权利要求1所述的开放时间长的高触变性3d打印混凝土，其特征在于，所述硅酸盐水泥组分包括gb175-2007通用硅酸盐水泥标准的强度等级大于等于52.5的普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥或复合硅酸盐水泥。3.根据权利要求1所述的开放时间长的高触变性3d打印混凝土，其特征在于，所述无机填料组分包括人工砂、天然砂、石英砂中的任意一种与磨细砖粉复配，无机填料粒径范围为0.3～2.36mm，细度模数为1.6～2.4，含泥量和有害物质限量均应少于gb/t14684—2011建筑用砂标准中的规定量。4.根据权利要求1所述的开放时间长的高触变性3d打印混凝土，其特征在于，所述纤维组分包括聚丙烯纤维、聚乙烯醇纤维、钢纤维或玄武岩纤维；纤维的直径为3～9mm。5.根据权利要求1所述的开放时间长的高触变性3d打印混凝土，其特征在于，所述酯基改性聚丙烯酸类增稠剂的具体制备方式为：在装有搅拌器、温度计、回流冷凝装置的四口烧瓶中，加入含有小单体总量一半的丙烯酸和乙酸乙酯，加热至55
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2℃后滴加适量30％体积浓度的双氧水溶液，以一定速率搅拌10～30min。然后将链转移剂与引发剂在一定搅拌速率下拌合均匀配制为溶液a，将另一半小单体配制成溶液b。接着向四口烧杯中匀速滴加溶液a 60～90min，匀速滴加溶液b 45～90min，滴加完成后继续保持温度为55
±
2℃并持续搅拌60～120min。最后在40
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5℃下真空干燥24～48h，得到白色粉末酯基改性聚丙烯酸增稠剂。6.根据权利要求1所述的开放时间长的高触变性3d打印混凝土，其特征在于，所述大分子侧链丙烯酸聚合物的具体制备方式为：在装有搅拌器、温度计、回流冷凝装置的四口烧瓶中加入一定量去离子水和异丁烯基聚氧乙烯醚或异戊烯基聚氧乙烯醚，搅拌并升温至55
±
2℃，然后匀速滴加由一定量丙烯酸、丙烯酸羟乙酯和30％体积浓度的双氧水组成的溶液a，以及由去离子水和还原剂组成的溶液b，两种溶液的滴加时间分别为40～60min和60～90min，滴加完毕后保持30～40℃熟化30～60min，再加入一定量的10％氢氧化钠溶液，调节ph为6～8，所得液体即为大分子侧链丙烯酸聚合物。7.根据权利要求1所述的开放时间长的高触变性3d打印混凝土，其特征在于，所述富里酸改性尾矿渣粉末具体制备方法为：将尾矿渣颗粒与其重量0.03％的高分子聚羧酸-醇胺型高效助磨剂一起放入球磨机中进行破碎粉磨处理，持续1～3h后，使用0.1mol/l的富里酸溶液刻蚀6～12h，干燥后得到。8.根据权利要求7所述的开放时间长的高触变性3d打印混凝土，其特征在于，所述尾矿渣颗粒为镍铁矿渣、锰尾矿渣和铅锌尾矿渣中的任意一种或两种的任意比例混合。
9.一种根据权利要求1所述的开放时间长的高触变性3d打印混凝土的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1、按比例称取硅酸盐水泥组分、无机填料组分，搅拌0.5～2.0min，得到混合干料；步骤2、将大分子侧链丙烯酸聚合物、二乙三胺五乙酸和自来水加入混合干料中，搅拌1～2min；步骤3、将纤维组分加入拌合物中，搅拌2～3min；步骤4、将酯基改性聚丙烯酸类增稠剂和富里酸改性尾矿渣粉末加入拌合物中，搅拌2n～3min，即制得产物。

技术总结
本发明公开了一种开放时间长的高触变性3D打印混凝土及其制备方法，包括硅酸盐水泥组分300～500份、无机填料组分300～750份、纤维组分0.5～1.5份、酯基改性聚丙烯酸类增稠剂0.5～3份、大分子侧链丙烯酸聚合物0.5～5份、二乙三胺五乙酸0.5～3份、富里酸改性尾矿渣粉末50～100份、自来水90～150份。经过粉磨和富里酸刻蚀改性的尾矿渣粉末反应活性高、比表面积大、有害金属离子含量少，能够增强混凝土强度、赋予混凝土良好的触变性和保水性。侧链分子较大的丙烯酸聚合物、二乙三胺五乙酸、酯基改性聚丙烯酸类增稠剂相容性好。制备的混凝土触变性高、开放时间长，有利于大型3D打印工程的持续施工，并将尾矿渣进行资源化利用，更加环保。环保。


技术研发人员：张亚梅 汪智斌 张超
受保护的技术使用者：东南大学
技术研发日：2022.05.09
技术公布日：2022/7/26