本發(fā)明屬于砂漿材料，具體涉及一種砂漿材料及其制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)：

1、隨著相關(guān)大型3d打印建筑需求和技術(shù)要求的不斷增加和成熟，高性能打印制品或打印工藝逐漸成為了國內(nèi)外相關(guān)研究者的重點研究方向。就目前的砂漿材料3d打印來看，如何提高整體大型建筑砂漿材料3d打印的力學(xué)性能還需要做進一步的研究，因為國內(nèi)大多數(shù)同類的3d打印工藝都存在著因力學(xué)性能較低而導(dǎo)致的整體尺寸不宜過大的普遍現(xiàn)象，這種缺點主要受砂漿材料、打印設(shè)備選型、打印工藝落后等多方面的影響，其中，傳統(tǒng)的砂漿材料構(gòu)建強度低為其主要原因，因為相比于打印設(shè)備選型和打印工藝，砂漿材料的關(guān)鍵控制點過于復(fù)雜，無法在打印過程中通過修改設(shè)備安裝位置或打印工藝調(diào)整實現(xiàn)產(chǎn)品的優(yōu)化，并且在打印過程中未經(jīng)驗證臨時修改砂漿材料配比不確定因素過多，嚴重者甚至直接導(dǎo)致本次產(chǎn)品打印的失敗，故對于砂漿材料原料的控制和配比設(shè)計是影響整個砂漿材料3d打印的最關(guān)鍵的因素。

2、目前，砂漿材料3d打印的制品存在力學(xué)性能低的問題，例如專利cn115974499a記載了砂漿材料包括以下質(zhì)量份數(shù)的制備原料：普通硅酸鹽水泥50~70份；硫鋁酸鹽水泥6~14份；礦渣微粉2~20份；粉煤灰18~22份；速凝劑0.25~2份；纖維素醚0.05~0.45份；萘系減水劑0.1~0.3份；可再分散性膠粉0.4~0.6份；消泡劑0.1~0.5份；早強劑0.1~0.5份；聚丙烯纖維0.4~1.0份；細骨料100~120份；水30~40份。因此，如何提高砂漿材料3d打印的制品的力學(xué)性能成為本領(lǐng)域亟待解決的技術(shù)難題。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種砂漿材料及其制備方法。本發(fā)明提供的砂漿材料3d打印后具備優(yōu)異的力學(xué)性能。

2、為了實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明提供以下技術(shù)方案：

3、本發(fā)明提供了一種砂漿材料，由包括如下質(zhì)量份數(shù)的原料制備得到：普通硅酸鹽水泥45~55份、礦渣微粉10~20份、粉煤灰20~30份、硫鋁酸鹽水泥4~8份、速凝劑0.25~2份、減水劑0.15~0.45份、纖維素醚0.15~0.25份、可再分散性膠粉0.4~0.6份、消泡劑0.1~0.3份、早強劑0.5~1.0份、聚丙烯纖維3~5份、鋼纖維15~20份、細骨料140~170份和水22~27份。

4、優(yōu)選地，所述礦渣微粉的比表面積＞400m2/kg，礦渣微粉28天的活性≥95%。

5、優(yōu)選地，所述粉煤灰的密度為2.2~2.3g/cm3，粉煤灰的粒徑為1~100μm。

6、優(yōu)選地，所述早強劑為三乙醇胺、甲酸鈣、三異丙醇胺或乙二醇早強劑。

7、優(yōu)選地，所述聚丙烯纖維的長度為5~7mm，聚丙烯纖維的長徑比為190~210。

8、優(yōu)選地，所述鋼纖維為剛性短切纖維，鋼纖維的外形為端勾型。

9、優(yōu)選地，所述鋼纖維的長度為11~13mm，鋼纖維的直徑為0.21~0.23mm。

10、優(yōu)選地，所述細骨料的粒徑為0.35~0.5mm，細骨料的細度模數(shù)為0.23~0.3。

11、本發(fā)明還提供了上述技術(shù)方案所述砂漿材料的制備方法，包括：

12、將普通硅酸鹽水泥、礦渣微粉、粉煤灰、硫鋁酸鹽水泥、速凝劑、減水劑、纖維素醚、可再分散性膠粉、消泡劑、早強劑、聚丙烯纖維、鋼纖維、細骨料和水混合，得到砂漿材料。

13、本發(fā)明還提供了上述技術(shù)方案所述砂漿材料或者上述技術(shù)方案所述制備方法制備得到的砂漿材料在3d打印中的應(yīng)用。

14、本發(fā)明提供了一種砂漿材料，由包括如下質(zhì)量份數(shù)的原料制備得到：普通硅酸鹽水泥45~55份、礦渣微粉10~20份、粉煤灰20~30份、硫鋁酸鹽水泥4~8份、速凝劑0.25~2份、減水劑0.15~0.45份、纖維素醚0.15~0.25份、可再分散性膠粉0.4~0.6份、消泡劑0.1~0.3份、早強劑0.5~1.0份、聚丙烯纖維3~5份、鋼纖維15~20份、細骨料140~170份和水22~27份。本發(fā)明采用鋼纖維，其受壓、受拉方向上的橋接作用能夠?qū)崿F(xiàn)載荷傳遞，與聚丙烯纖維相互作用，從而明顯提升3d打印后產(chǎn)品的力學(xué)性能；以硅酸鹽水泥、硫鋁酸鹽水泥、礦渣微粉、粉煤灰、鋼纖維、聚丙烯纖維、減水劑、可再分散性膠粉、纖維素醚、消泡劑、速凝劑、早強劑和細骨料為砂漿材料原料，通過合理的配比能夠提高打印后產(chǎn)品的力學(xué)性能。實驗結(jié)果表明，本發(fā)明提供的砂漿材料打印后產(chǎn)品的28d抗壓強度達到80mpa，抗折強度達到20mpa。

技術(shù)特征：

1.一種砂漿材料，其特征在于，由包括如下質(zhì)量份數(shù)的原料制備得到：普通硅酸鹽水泥45~55份、礦渣微粉10~20份、粉煤灰20~30份、硫鋁酸鹽水泥4~8份、速凝劑0.25~2份、減水劑0.15~0.45份、纖維素醚0.15~0.25份、可再分散性膠粉0.4~0.6份、消泡劑0.1~0.3份、早強劑0.5~1.0份、聚丙烯纖維3~5份、鋼纖維15~20份、細骨料140~170份和水22~27份。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的砂漿材料，其特征在于，所述礦渣微粉的比表面積＞400m2/kg，礦渣微粉28天的活性≥95%。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的砂漿材料，其特征在于，所述粉煤灰的密度為2.2~2.3g/cm3，粉煤灰的粒徑為1~100μm。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的砂漿材料，其特征在于，所述早強劑為三乙醇胺、甲酸鈣、三異丙醇胺或乙二醇早強劑。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的砂漿材料，其特征在于，所述聚丙烯纖維的長度為5~7mm，聚丙烯纖維的長徑比為190~210。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的砂漿材料，其特征在于，所述鋼纖維為剛性短切纖維，鋼纖維的外形為端勾型。

7.根據(jù)權(quán)利要求1或6所述的砂漿材料，其特征在于，所述鋼纖維的長度為11~13mm，鋼纖維的直徑為0.21~0.23mm。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的砂漿材料，其特征在于，所述細骨料的粒徑為0.08~2.5mm，細骨料的細度模數(shù)為2.3~3.0。

9.權(quán)利要求1~8任意一項所述砂漿材料的制備方法，其特征在于，包括：

10.權(quán)利要求1~8任意一項所述砂漿材料或者權(quán)利要求9所述制備方法制備得到的砂漿材料在3d打印中的應(yīng)用。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供了一種砂漿材料及其制備方法和應(yīng)用，屬于砂漿材料技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明采用鋼纖維，其受壓、受拉方向上的橋接作用能夠?qū)崿F(xiàn)載荷傳遞，與聚丙烯纖維相互作用，從而明顯提升3D打印后產(chǎn)品的力學(xué)性能；以硅酸鹽水泥、硫鋁酸鹽水泥、礦渣微粉、粉煤灰、鋼纖維、聚丙烯纖維、減水劑、可再分散性膠粉、纖維素醚、消泡劑、速凝劑、早強劑和細骨料為砂漿材料原料，通過合理的配比能夠提高打印后產(chǎn)品的力學(xué)性能。實驗結(jié)果表明，本發(fā)明提供的砂漿材料打印后產(chǎn)品的28D抗壓強度達到80MPa，抗折強度達到20MPa。

技術(shù)研發(fā)人員：張超,趙毅,高云,李晨輝,王超,高正義
受保護的技術(shù)使用者：河北量子智能科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/10/21