本發(fā)明涉及水泥基材料制備，具體涉及一種水下3d打印水泥基材料及其制備方法。

背景技術(shù)：

1、3d打印技術(shù)，誕生于美國的二十世紀(jì)九十年代，是增材制造的通俗名稱。作為二十一世紀(jì)最熱門的新興技術(shù)之一，3d打印技術(shù)有著高效、節(jié)能、環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)，在建筑業(yè)有著廣闊的發(fā)展前景。進(jìn)入二十一世紀(jì)以來，環(huán)境問題和資源問題愈發(fā)突出，我國建筑行業(yè)在建筑材料的開發(fā)利用存在許多問題，為了節(jié)約環(huán)境資源，建筑行業(yè)的新型環(huán)保材料和新技術(shù)研究不斷突破。而3d打印技術(shù)能較高程度的利用材料，減少浪費(fèi)，故而在建筑制造領(lǐng)域的應(yīng)用越來越廣泛。

2、隨著國家對(duì)海洋區(qū)域的大力開發(fā)，3d打印技術(shù)在水工建筑和海洋工程領(lǐng)域愈發(fā)重要。目前3d打印技術(shù)發(fā)展和應(yīng)用較為迅速，各種新型建筑材料研究也不斷突破，如多樣化水泥品種、各種活性礦物質(zhì)、復(fù)合纖維材料、外加劑及多種新型骨料。但是對(duì)應(yīng)用于海洋工程和水下工程的水下3d打印技術(shù)研究較少。在建筑領(lǐng)域的3d打印技術(shù)的重要基礎(chǔ)是優(yōu)良的3d打印水泥基材料，所以水下3d打印水泥基材料的研究是有前瞻性和必要性的。水下3d打印水泥基材料相較于傳統(tǒng)陸地3d打印水泥基材料，抗分散性、抗?jié)B性等都有更高的要求。因此，制備抗分散性、抗?jié)B性等性能優(yōu)異的水下3d打印水泥基材料是亟需解決的技術(shù)問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、(一)解決的技術(shù)問題

2、針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種水下3d打印水泥基材料及其制備方法，解決了傳統(tǒng)陸地3d打印水泥基材料用于水下3d打印時(shí)抗分散性、抗?jié)B性等性能不足的技術(shù)問題。

3、(二)技術(shù)方案

4、為實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明通過以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)：

5、一方面，本發(fā)明提供一種水下3d打印水泥基材料，包括以重量份計(jì)的各組份：膠凝材料325-525份、細(xì)骨料840-1050份、抗分散劑15-30份、觸變劑25-50份、粉狀聚羧酸高性能減水劑8-20份。

6、優(yōu)選地，所述膠凝材料以重量份計(jì)，包括硅酸鹽水泥255-515份、高鋁水泥15-65份。

7、優(yōu)選地，所述細(xì)骨料由粒徑不大于2.36mm的機(jī)制砂配制而成。

8、優(yōu)選地，所述細(xì)骨料為細(xì)度模數(shù)為2.2±0.2、最大粒徑不超過2.36mm的級(jí)配河砂。

9、優(yōu)選地，所述抗分散劑以重量份計(jì)，包括沉珠8-21份、黃原膠4-8份、可分散乳膠粉5-15份。

10、優(yōu)選地，所述觸變劑按照重量份計(jì)，包括凹凸棒土21-48.5份、氣相二氧化硅1-3份、陰離子聚丙烯酰胺0.5-1份。

11、另一方面，本發(fā)明提供一種水下3d打印水泥基材料的制備方法，包括以下步驟；

12、(1)將抗分散劑、觸變劑進(jìn)行預(yù)混得到預(yù)混料，然后將所述預(yù)混料與膠凝材料、細(xì)骨料和粉狀聚羧酸減水劑攪拌均勻，得到水下3d打印水泥基材料；

13、(2)將水與所述水下3d打印水泥基材料按照水料比0.1-0.2混合均勻，得到水下3d打印砂漿。

14、(三)有益效果

15、本發(fā)明提供了一種水下3d打印水泥基材料及其制備方法。與現(xiàn)有技術(shù)相比，具備以下有益效果：

16、(1)本發(fā)明的水下3d打印水泥基材料包括采用沉珠、黃原膠與可分散乳膠粉配制的抗分散劑，從而使3d打印砂漿在水下環(huán)境能夠有效地保持內(nèi)聚力和抗分散效果，并且可分散乳膠粉可有效提升層間粘結(jié)力。

17、(2)本發(fā)明的水下3d打印水泥基材料包括可調(diào)整級(jí)配的機(jī)制砂或細(xì)度模數(shù)為2.2±0.2、最大粒徑不超過2.36mm的級(jí)配河砂，并降低了水料比，提高了粉末聚羧酸減水劑摻量，進(jìn)一步降低了水下3d打印砂漿的孔隙率，提高了其抗?jié)B性。

18、(3)本發(fā)明的水下3d打印水泥基材料包括觸變劑，觸變劑中摻入了凹凸棒土，凹凸棒土是一種摻量較高、價(jià)格便宜的觸變劑，可使觸變劑的調(diào)整范圍更加可控，降低了觸變劑敏感性。

技術(shù)特征：

1.一種水下3d打印水泥基材料，其特征在于，包括以重量份計(jì)的各組份：膠凝材料325-525份、細(xì)骨料840-1050份、抗分散劑15-30份、觸變劑25-50份、粉狀聚羧酸高性能減水劑8-20份。

2.如權(quán)利要求1所述的水下3d打印水泥基材料，其特征在于，所述膠凝材料以重量份計(jì)，包括硅酸鹽水泥255-515份、高鋁水泥15-65份。

3.如權(quán)利要求1所述的水下3d打印水泥基材料，其特征在于，所述細(xì)骨料由粒徑不大于2.36mm的機(jī)制砂配制而成。

4.如權(quán)利要求1所述的水下3d打印水泥基材料，其特征在于，所述細(xì)骨料為細(xì)度模數(shù)為2.2±0.2、最大粒徑不超過2.36mm的級(jí)配河砂。

5.如權(quán)利要求1所述的水下3d打印水泥基材料，其特征在于，所述抗分散劑以重量份計(jì)，包括沉珠8-21份、黃原膠4-8份、可分散乳膠粉5-15份。

6.如權(quán)利要求1所述的水下3d打印水泥基材料，其特征在于，所述觸變劑按照重量份計(jì)，包括凹凸棒土21-48.5份、氣相二氧化硅1-3份、陰離子聚丙烯酰胺0.5-1份。

7.一種如權(quán)利要求1-6任一項(xiàng)所述的水下3d打印水泥基材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟；

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供一種水下3D打印水泥基材料及其制備方法，涉及水泥基材料制備技術(shù)領(lǐng)域。一種水下3D打印水泥基材料，包括以重量份計(jì)的各組份：膠凝材料325?525份、細(xì)骨料840?1050份、抗分散劑15?30份、觸變劑25?50份、粉狀聚羧酸高性能減水劑8?20份。水下3D打印水泥基材料的抗分散性、抗?jié)B性及層間粘結(jié)力優(yōu)異。

技術(shù)研發(fā)人員：姚佳楠,彭建偉,范冬冬,陳儀濤,吳成浩,唐潔,黃海,汪志勇
受保護(hù)的技術(shù)使用者：安徽中鐵工程材料科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/9/9