一种3D打印黏土基再生骨料混凝土及其制造方法与流程

本发明属于建筑3d打印材料领域，尤其涉及一种3d打印黏土基再生骨料混凝土及其制造方法。

背景技术：

1、虽然3d打印建筑已经在建筑领域，特别是市政园林中得到工程化应用，但由于所使用的3d打印喷墨材料主要是水泥砂浆，没有粗骨料，材料成本较高；而采用普通石子进行3d打印，现有的3d打印设备需要进一步进行升级改造，从而增加3d打印增材产品的成本。鉴于3d打印设备和工艺的特殊性，需要低成本规模化生产一种与3d打印砂浆相匹配的3d打印用粗骨料，以降低3d打印喷墨材料成本，扩大建筑3d打印工程化应用场景。

技术实现思路

1、本发明的目的是针对目前缺乏与3d打印砂浆相适应的低成本可规模化生产的粗骨料问题，提出一种3d打印黏土基再生骨料混凝土。

2、本发明提供一种3d打印黏土基再生骨料混凝土，所述3d打印黏土基再生骨料混凝土包括下列重量份原料：3d打印砂浆45～95份、3d打印用黏土基再生骨料5～55份。

3、进一步，所述3d打印砂浆包括以下质量份材料：砂子37.9～48.8份、固化剂26.8～40.8份、添加剂2.2～4.2份、短切纤维0.41～0.60份、水15.8～23.8份；所述砂子粒径小于1.18mm。

4、进一步，所述固化剂包括普通硅酸盐水泥、白色硅酸盐水泥、镁质胶凝材料中的一种或多种；

5、所述添加剂为快硬硫铝酸盐水泥、快硬铁铝酸盐水泥中的一种。

6、进一步，所述短切纤维为聚乙烯醇纤维、聚乙烯醇腈纤维、聚丙烯纤维、聚丙烯腈纤维、玻璃纤维、玄武岩纤维、碳纤维中的一种，所述短切纤维长度为3mm或6mm。

7、进一步，所述3d打印用黏土基再生骨料包括下列重量份原料：黏土基料60～80.8份、胶凝材料6.7～36.1份、掺合料0～13.3份、水0～20份；

8、所述黏土基料为工程弃土或市政淤泥；

9、所述工程弃土为工程渣土泥砂分离后的泥饼经自然晾晒后粉碎而得的粉末，粒径小于2.36mm，含水率为7％；

10、所述市政淤泥为河道或管道清理出的淤泥经自然晾干或晒干后粉碎而得的粉末颗粒，含水率为7％～10％，粒径小于2.36mm；

11、所述胶凝材料为普通硅酸盐水泥、白色硅酸盐水泥中的一种；

12、进一步，所述掺合料为陶瓷烧制过程中的废渣、石粉中的一种，所述陶瓷烧制过程中的废渣的粒径小于1.18mm，所述石粉为废弃混凝土粉碎过程中产生的粒径为0.074mm的粉末颗粒；

13、所述水为地下水、地表水或海水。

14、本发明另一目的是提供一种3d打印黏土基再生骨料混凝土的制造方法，其特征在于，所述制造方法包括以下步骤：

15、s1、通过3d打印用黏土基再生骨料生产设备的控制系统设置3d打印用黏土基再生骨料原料所需重量份数；

16、s2、将3d打印用黏土基再生骨料原材料按照设计的配比进行称量，所述黏土基料按两份称量，第一份和第二份的质量百分比分别为70％和30％，在第一份黏土材料中加入称量后的胶凝材料并搅拌，再加入第二份黏土基料并加入称量后的掺合料和水进行搅拌；

17、s3、将搅拌后的混合料加到3d打印用黏土基再生骨料挤料成型设备中，挤压出所述3d打印用黏土基再生骨料；

18、s4、对3d打印用黏土基再生骨料进行室内养护、浸水养护或碳化养护；

19、s5、根据3d打印黏土基再生骨料混凝土配合比设计，称量计算好的3d打印砂浆和3d打印用黏土基再生骨料，先搅拌3d打印砂浆，再加入3d打印用黏土基再生骨料，搅拌后泵送到3d打印设备料斗中进行3d打印。

20、进一步，所述3d打印用黏土基再生骨料粒径为10mm、20mm和30mm，所述3d打印用黏土基再生骨料碳化养护条件为：温度3～48℃，相对湿度36～62％，压强为0～2.8mpa。

21、进一步，所述3d打印用黏土基再生骨料的28d筒压强度大于2mpa，压碎指标小于30％，1h吸水率小于20％。

22、本发明采用挤压成型技术对工程弃土进行高效资源化利用，由于所用黏土基料价廉易得，不仅实现了低成本规模化生产3d打印用粗骨料，而且有效提高了再生骨料资源化利用率和附加值，降低了3d打印工程建设材料成本；所生产的3d打印用黏土基再生骨料废弃后还可以进行回收循环利用，进一步降低了3d打印用粗骨料工程应用成本，同时有效解决了工程弃土治理花费大、危害生态环境和不可持续的工程、社会和生态治理难题。

技术特征：

1.一种3d打印黏土基再生骨料混凝土，其特征在于，所述3d打印黏土基再生骨料混凝土包括下列重量份原料：3d打印砂浆45～95份、3d打印用黏土基再生骨料5～55份。

2.根据权利要求1所述的一种3d打印黏土基再生骨料混凝土，其特征在于，所述3d打印砂浆包括以下质量份材料：砂子37.9～48.8份、固化剂26.8～40.8份、添加剂2.2～4.2份、短切纤维0.41～0.60份、水15.8～23.8份；所述砂子粒径小于1.18mm。

3.根据权利要求2所述的一种3d打印黏土基再生骨料混凝土，其特征在于，所述固化剂包括普通硅酸盐水泥、白色硅酸盐水泥中的一种或多种；

4.根据权利要求3所述的一种3d打印黏土基再生骨料混凝土，其特征在于，所述短切纤维为聚乙烯醇纤维、聚乙烯醇腈纤维、聚丙烯纤维、聚丙烯腈纤维、玻璃纤维、玄武岩纤维、碳纤维中的一种，所述短切纤维长度为3mm或6mm。

5.根据权利要求1所述的一种3d打印黏土基再生骨料混凝土，其特征在于，所述3d打印用黏土基再生骨料包括下列重量份原料：黏土基料60～80.8份、胶凝材料6.7～36.1份、掺合料0～13.3份、水0～20份；

6.根据权利要求1所述的一种3d打印黏土基再生骨料混凝土，其特征在于，所述掺合料为陶瓷烧制过程中的废渣、石粉中的一种，所述陶瓷烧制过程中的废渣的粒径小于1.18mm，所述石粉为废弃混凝土粉碎过程中产生的粒径为0.074mm的粉末颗粒。

7.根据权利要求6所述的一种3d打印黏土基再生骨料混凝土，其特征在于，所述水为地下水、地表水或海水。

8.权利要求5-7任意一项所述的3d打印黏土基再生骨料混凝土的制造方法，其特征在于，所述制造方法包括以下步骤：

9.根据权利要求8所述的一种3d打印黏土基再生骨料混凝土制造方法，其特征在于，所述3d打印用黏土基再生骨料粒径为10mm、20mm和30mm，所述3d打印用黏土基再生骨料碳化养护条件为：温度3～48℃，相对湿度36～62％，压强为0～2.8mpa。

10.根据权利要求8所述的一种3d打印黏土基再生骨料混凝土制造方法，其特征在于，所述3d打印用黏土基再生骨料的28d筒压强度大于2mpa，压碎指标小于30％，1h吸水率小于20％。

技术总结本发明公开一种3D打印黏土基再生骨料混凝土及其制造方法，所述3D打印用黏土基再生骨料混凝土包括下列重量份原料：3D打印砂浆45～95份、3D打印用黏土基再生骨料5～55份。由于本发明所用3D打印用黏土基再生骨料原材料价廉易得，降低了建筑3D打印材料成本，并有效解决了工程弃土治理花费大、危害生态环境和不可持续的工程、社会和生态治理难题。技术研发人员：寇世聪,崔棚受保护的技术使用者：天应（深圳）生态建材科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/11