一种3D混凝土打印原料及其工艺的制作方法

文档序号:14274718阅读:241来源:国知局
本发明涉及3d打印领域,特别涉及一种3d混凝土打印原料及其工艺。
背景技术
:三维(3d)打印技术被誉为第三次产业革命和工业4.0的核心技术,已被发达国家广泛应用于医疗医学、建筑制造、工业模具等众多行业,但存在打印材料稀缺等技术瓶颈。目前,常用的3d打印材料主要是经过特殊处理的混凝土粉末、树脂(包括工程塑料)、金属粉等,不仅价格昂贵,而且打印效果和通用性有待提高。3d打印混凝土的施工是通过三维控制机械控制三维定位,将预先配置好的混凝土输入滞留存储设备,再通过由控制设备控制的挤出头,挤出到指定位置,不要模板和钢筋。cn106827168a公开了一种混凝土3d打印工艺,可以有效挤出混凝土浆体实现3d打印,并对3d打印过程中会出现的情况进行了充分考虑和处理,为3d打印在建筑领域的应用提出了新的方法,但存在着抗拉性能和抗压能力不强的问题。技术实现要素:本发明所要解决的技术问题是提供一种3d混凝土打印原料及其工艺,以解决现有技术中导致的上述多项缺陷。为实现上述目的,本发明提供以下的技术方案:一种3d混凝土打印工艺的原料,所述原料包括水泥、砂、水和外加剂。优选的,所述外加剂与水泥的比例为4:100-6:100。一种3d混凝土打印工艺的步骤包括:(1)搭建模板及绑扎钢筋按照施工需要进行搭建模板和绑扎钢筋,并进行检查,所述检查的次数为1-3次;(2)配比并搅拌混凝土将水泥、砂、水和外加剂按照比例进行混合,得到混合料,接着将混合料装入到混凝土3d打印机中;(3)打印利用混凝土3d打印机进行钢筋笼外侧的主体外层打印;(4)浇灌同时进行钢筋笼内部的混凝土灌注,所述混凝土的浇灌量为50-60mm/min;(5)振捣接着对钢筋笼内部的混凝土进行振捣。优选的,所述步骤(2)中混合的原料还包括有钢纤维。优选的,所述钢纤维的质量分数为4-6%。优选的,所述步骤(2)中混合的原料还包括有碎石。优选的,所述碎石的比例为3-5%,所述碎石的直径为6-10mm。优选的,所述步骤(5)中振捣的时间为1-3min。采用以上技术方案的有益效果是:本发明提供的一种3d混凝土打印原料及其工艺,掺入钢纤维代替钢筋混凝土中的钢筋发挥总用,从而提高3d打印混凝土的抗拉强度和主要由主拉应力控制的抗弯、抗剪、抗扭强度,使用直径8mm的碎石可以改善3d打印混凝土的抗压性能,该3d混凝土打印工艺具有抗拉性能和抗压能力强的优点,市场前景广阔。具体实施方式下面详细说明本发明的优选实施方式。实施例1:一种3d混凝土打印工艺的原料,所述原料包括水泥、砂、水和外加剂,所述外加剂与水泥的比例为4:100,所述3d混凝土打印工艺的步骤包括:(1)搭建模板及绑扎钢筋按照施工需要进行搭建模板和绑扎钢筋,并进行检查,所述检查的次数为1次;(2)配比并搅拌混凝土将水泥、砂、水和外加剂按照比例进行混合,得到混合料,接着将混合料装入到混凝土3d打印机中,混合的原料还包括有钢纤维和碎石,所述钢纤维的质量分数为4%,所述碎石的比例为3%,所述碎石的直径为6mm;(3)打印利用混凝土3d打印机进行钢筋笼外侧的主体外层打印;(4)浇灌同时进行钢筋笼内部的混凝土灌注,所述混凝土的浇灌量为50mm/min;(5)振捣接着对钢筋笼内部的混凝土进行振捣,所述振捣的时间为1min。实施例2:一种3d混凝土打印工艺的原料,所述原料包括水泥、砂、水和外加剂,所述外加剂与水泥的比例为5:100,所述3d混凝土打印工艺的步骤包括:(1)搭建模板及绑扎钢筋按照施工需要进行搭建模板和绑扎钢筋,并进行检查,所述检查的次数为2次;(2)配比并搅拌混凝土将水泥、砂、水和外加剂按照比例进行混合,得到混合料,接着将混合料装入到混凝土3d打印机中,混合的原料还包括有钢纤维和碎石,所述钢纤维的质量分数为5%,所述碎石的比例为4%,所述碎石的直径为8mm;(3)打印利用混凝土3d打印机进行钢筋笼外侧的主体外层打印;(4)浇灌同时进行钢筋笼内部的混凝土灌注,所述混凝土的浇灌量为55mm/min;(5)振捣接着对钢筋笼内部的混凝土进行振捣,所述振捣的时间为2min。实施例3:一种3d混凝土打印工艺的原料,所述原料包括水泥、砂、水和外加剂,所述外加剂与水泥的比例为6:100,所述3d混凝土打印工艺的步骤包括:(1)搭建模板及绑扎钢筋按照施工需要进行搭建模板和绑扎钢筋,并进行检查,所述检查的次数为3次;(2)配比并搅拌混凝土将水泥、砂、水和外加剂按照比例进行混合,得到混合料,接着将混合料装入到混凝土3d打印机中,混合的原料还包括有钢纤维和碎石,所述钢纤维的质量分数为6%,所述碎石的比例为5%,所述碎石的直径为10mm;(3)打印利用混凝土3d打印机进行钢筋笼外侧的主体外层打印;(4)浇灌同时进行钢筋笼内部的混凝土灌注,所述混凝土的浇灌量为60mm/min;(5)振捣接着对钢筋笼内部的混凝土进行振捣,所述振捣的时间为3min。经过以上方法后,分别取出样品,测量结果如下:检测项目实施例1实施例2实施例3现有指标抗拉性能(mpa)2.93.332.1抗压强度(mpa)4.95.354.0使用时长提高率(%)5940根据上述表格数据可以得出,当实施例2的参数时,3d打印后的混凝土比现有技术3d打印后的混凝土的抗拉性能和抗压强度高以及使用时长提高,此时更有利于混凝土的3d打印。本发明提供了一种3d混凝土打印工艺,掺入钢纤维代替钢筋混凝土中的钢筋发挥总用,从而提高3d打印混凝土的抗拉强度和主要由主拉应力控制的抗弯、抗剪、抗扭强度,使用直径8mm的碎石可以改善3d打印混凝土的抗压性能,该3d混凝土打印工艺具有抗拉性能和抗压能力强的优点,市场前景广阔。以上所述的仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明创造构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。当前第1页12
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