本發(fā)明涉及一種常溫早強劑,特別涉及一種3D打印房屋料漿用常溫早強劑。
背景技術:
3D打印技術,是一種以數(shù)字模型文件為基礎,運用粉末狀金屬或塑料等可粘合材料,通過逐層打印的方式來構造物體的技術?,F(xiàn)在,3D打印技術已開始嘗試用于房屋的建造。與傳統(tǒng)建筑技術相比,3D打印建筑技術的優(yōu)勢體現(xiàn)在:速度快——比傳統(tǒng)建筑技術快10倍以上;可以制造出傳統(tǒng)方式很難建造的復雜多樣化建筑,且無需使用模板,降低了建筑成本;不需數(shù)量龐大的建筑工人,降低了施工中的安全風險;并且減少了廢棄副產品,可以有效的利用建筑材料,大大減少水泥需求量,同時可減少建筑垃圾,具有低碳、綠色、環(huán)保的特點。
由于建筑物自身的特點,建筑物在打印制造過程中及制造完成后,對所用材料的施工性能、力學性能、功能性、耐久性以及經濟性等有特定的要求,就目前情況而言,水泥混凝土依然是制造建筑物的首選,但由于打印建筑采用無模板、擠出并疊加成型的施工方式,對建筑材料的性能提出了更高的要求,傳統(tǒng)的水泥混凝土并不適合用作3D打印建筑材料。
早強劑盡管生產和應用歷史較長,但隨著人們對氯離子、硫酸根離子、硝酸根離子和堿金屬離子等對混凝土性能和長期穩(wěn)定性潛在危害的認識程度的加深,以及大摻量礦渣粉或粉煤灰混凝土的開發(fā),在早強劑方面還需做大量的工作?,F(xiàn)今3D打印建筑材料一般采用水泥為基材,制備一種適合3D打印的水泥基復合建筑材料,運用于3D打印房屋技術。3D打印建筑材料不同于實體建筑用材的混凝土,其材料更為細膩、連續(xù)性更好,適用于實體建筑材料所用的混凝土的早強劑不適用于3D打印房屋所用的建筑材料,因此,現(xiàn)今亟需一種適用于3D打印房屋料漿用的早強劑。
公開于該背景技術部分的信息僅僅旨在增加對本發(fā)明的總體背景的理解,而不應當被視為承認或以任何形式暗示該信息構成已為本領域一般技術人員所公知的現(xiàn)有技術。
技術實現(xiàn)要素:
本發(fā)明的目的在于提供一種常溫早強劑,旨在用于3D打印房屋料漿用途,本發(fā)明早強劑對環(huán)境友好,使用過程中對人體無副作用,能促進3D打印房屋過程中所用的水泥基建筑材料凝結后快速硬化。
為實現(xiàn)上述目的,本發(fā)明提供的技術方案如下:
一種3D打印房屋料漿用常溫早強劑,按照重量份數(shù)比,包含以下組分原料:無水硫酸鈉50~100份、鋁酸鈉1~7份、硫酸鈣10~20份、亞油酸5~10份、3-[(2,4-二氯)苯基]-2-丙烯酸5~7份、填充劑10~20份和添加劑1~3份。
其中,所述的填充劑為高嶺土、硅藻土、滑石粉、石墨、炭黑、云母粉、石英粉或碳纖維中的一種。
其中,所述的添加劑由塘泥、糖稀、無水硫酸銅和天然高分子材料組成。
其中,所述的添加劑按照重量份數(shù)比,由塘泥10~30份、糖稀10~16份、無水硫酸銅5~9份和天然高分子材料11~18份組成。
其中,所述的天然高分子材料為瓊脂、木質素、甘蔗渣或馬鈴薯淀粉中的一種。
其中,所述的馬鈴薯淀粉為新鮮馬鈴薯70~80℃烘干5~10min,打成粉末,即得。
本發(fā)明3D打印房屋料漿用常溫早強劑摻量為基料的1.5~4.5%,基料即為3D打印房屋的建筑用料——水泥基建筑基料。
與現(xiàn)有技術相比,本發(fā)明具有如下有益效果:
本發(fā)明常溫早強劑專用于3D打印房屋,能使3D打印房屋料漿凝結后快速硬化,且此類漿料凝結后強度發(fā)展比常規(guī)早強劑更快;進一步的本發(fā)明早強劑各原料成本低,適用性較廣。
具體實施方式
下面結合具體實施方式進行詳細描述,但應當理解本發(fā)明的保護范圍并不受具體實施方式的限制。
實施例1
一種3D打印房屋料漿用常溫早強劑,以kg為單位,稱取所需的各組分原料:無水硫酸鈉100kg、鋁酸鈉7kg、硫酸鈣20kg、亞油酸10kg、3-[(2,4-二氯)苯基]-2-丙烯酸7kg、填充劑碳纖維20kg和添加劑3kg;其中,添加劑由塘泥30kg、糖稀16kg、無水硫酸銅9kg和天然高分子材料木質素18kg混合組成。將上述稱取所得各組分原料混合,攪拌均勻,即得。
實施例2
一種3D打印房屋料漿用常溫早強劑,以kg為單位,稱取所需的各組分原料:無水硫酸鈉50kg、鋁酸鈉1kg、硫酸鈣10kg、亞油酸5kg、3-[(2,4-二氯)苯基]-2-丙烯酸5kg、填充劑硅藻土10kg和添加劑1kg;其中,添加劑由塘泥10kg、糖稀10kg、無水硫酸銅5kg和天然高分子材料瓊脂11kg混合組成。將上述稱取所得各組分原料混合,攪拌均勻,即得。
實施例3
一種3D打印房屋料漿用常溫早強劑,以kg為單位,稱取所需的各組分原料:無水硫酸鈉75kg、鋁酸鈉4kg、硫酸鈣15kg、亞油酸7kg、3-[(2,4-二氯)苯基]-2-丙烯酸6kg、填充劑高嶺土15kg和添加劑2kg;其中,添加劑由塘泥20kg、糖稀13kg、無水硫酸銅7kg和天然高分子材料馬鈴薯淀粉15kg混合組成;其中,馬鈴薯淀粉為新鮮馬鈴薯80℃烘干7min,打成粉末,即得。將上述稱取所得各組分原料混合,攪拌均勻,即得。
實施例4
一種3D打印房屋料漿用常溫早強劑,以kg為單位,稱取所需的各組分原料:無水硫酸鈉75kg、鋁酸鈉4kg、硫酸鈣15kg、亞油酸7kg、3-[(2,4-二氯)苯基]-2-丙烯酸6kg、填充劑高嶺土15kg、添加劑2kg、桉葉素0.5kg;其中,添加劑由塘泥20kg、糖稀13kg、無水硫酸銅7kg和天然高分子材料馬鈴薯淀粉15kg混合組成;其中,馬鈴薯淀粉為新鮮馬鈴薯80℃烘干7min,打成粉末,即得。將上述稱取所得各組分原料混合,攪拌均勻,即得。
實施例5
一種常溫早強劑,以kg為單位,稱取所需的各組分原料:無水硫酸鈉75kg、鋁酸鈉4kg、硫酸鈣15kg、亞油酸7kg、填充劑高嶺土15kg和添加劑2kg;其中,添加劑由塘泥20kg、糖稀13kg、無水硫酸銅7kg和天然高分子材料馬鈴薯淀粉15kg混合組成;其中,馬鈴薯淀粉為新鮮馬鈴薯80℃烘干7min,打成粉末,即得。將上述稱取所得各組分原料混合,攪拌均勻,即得。
實施例6
一種常溫早強劑,以kg為單位,稱取所需的各組分原料:無水硫酸鈉75kg、鋁酸鈉4kg、硫酸鈣15kg、亞油酸7kg、3-[(2,4-二氯)苯基]-2-丙烯酸6kg和填充劑高嶺土15kg。將上述稱取所得各組分原料混合,攪拌均勻,即得。
檢測
普通3D打印的水泥基復合建筑材料——基料的準備
以kg為單位,稱取所需的各組分原料:普通硅酸鹽水泥100kg,礦渣微粉60kg,淀粉醚0.5kg,玄武巖纖維0.3kg,粉末填料80kg,細度模數(shù)為2.5的中砂200kg,碎石(粒徑≤10mm)300kg;備6份,備用。
將實施例1~實施例6所得常溫早強劑,按照上述準備所得的3D打印水泥基基料質量百分數(shù)的3.5%,即加入26kg的常溫早強劑,分別與上述備用的3D打印的水泥基復合建筑材料——基料混合,即實施例1所得常溫早強劑26kg,與1份上述備用的3D打印的水泥基復合建筑材料混合,實施例2所得常溫早強劑26kg,與另一份上述備用的3D打印的水泥基復合建筑材料混合,此類;將所得常溫早強劑和3D打印的水泥基復合建筑材料的混合物在標準養(yǎng)護條件下進行養(yǎng)護并根據(jù)《普通混凝土力學性能試驗標準》GB/T50081-2002及《砂漿、混凝土防水劑》JC474-1999試驗規(guī)范,檢測得混合物0.5h、1.5h、3.0h的抗壓強度和12h的抗壓強度,以及12h齡期普通硅酸鹽水泥混合物質量吸水量率。(注:因3D打印水泥基復合建筑材料與水泥成分類似,暫用適用于普通硅酸泥水泥的方法檢測其各項數(shù)據(jù))
質量吸水量率的測試:將12h齡期的常溫早強劑和3D打印的水泥基復合建筑材料的混合物放入烘箱中,在80℃下烘6h,烘干后稱取試件質量并記下,在自然條件下將試件冷卻至室溫,然后放入水中,試件在水面上下的尺寸各50mm并保持水面高度不變,6h后用擰干的抹布擦干試件表面,稱取飽和吸水后試件的質量,將飽和吸水的試件質量減去干試件的質量即為質量吸水量率。
上述實施例中所得數(shù)據(jù)如表1中數(shù)據(jù)所示。
由表1中數(shù)據(jù)可知,本發(fā)明3D打印房屋料漿用常溫早強劑在使用過程中強度增強明顯,且其強度遠遠高于國家建筑行業(yè)標注。由實施例5、實施例6可知,本發(fā)明配方中3-[(2,4-二氯)苯基]-2-丙烯酸和本發(fā)明添加劑對產品性能影響較大,缺少這兩種成分,其在一定時間內的強度遠遠達不到本發(fā)明所能實現(xiàn)的目的;進一步的由實施例4中所展示的數(shù)據(jù)可以看出,在本發(fā)明配方中添加桉葉素能更優(yōu)化本發(fā)明配方,使得所得產品各項性能更優(yōu)。
前述對本發(fā)明的具體示例性實施方案的描述是為了說明和例證的目的。這些描述并非想將本發(fā)明限定為所公開的精確形式,并且很顯然,根據(jù)上述教導,可以進行很多改變和變化。對示例性實施例進行選擇和描述的目的在于解釋本發(fā)明的特定原理及其實際應用,從而使得本領域的技術人員能夠實現(xiàn)并利用本發(fā)明的各種不同的示例性實施方案以及各種不同的選擇和改變。本發(fā)明的范圍意在由權利要求書及其等同形式所限定。