一种水下3D打印水泥基材料及其制备方法与流程

本发明涉及水泥基材料制备，具体涉及一种水下3d打印水泥基材料及其制备方法。

背景技术：

1、3d打印技术，诞生于美国的二十世纪九十年代，是增材制造的通俗名称。作为二十一世纪最热门的新兴技术之一，3d打印技术有着高效、节能、环保等优点，在建筑业有着广阔的发展前景。进入二十一世纪以来，环境问题和资源问题愈发突出，我国建筑行业在建筑材料的开发利用存在许多问题，为了节约环境资源，建筑行业的新型环保材料和新技术研究不断突破。而3d打印技术能较高程度的利用材料，减少浪费，故而在建筑制造领域的应用越来越广泛。

2、随着国家对海洋区域的大力开发，3d打印技术在水工建筑和海洋工程领域愈发重要。目前3d打印技术发展和应用较为迅速，各种新型建筑材料研究也不断突破，如多样化水泥品种、各种活性矿物质、复合纤维材料、外加剂及多种新型骨料。但是对应用于海洋工程和水下工程的水下3d打印技术研究较少。在建筑领域的3d打印技术的重要基础是优良的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打印水泥基材料相较于传统陆地3d打印水泥基材料，抗分散性、抗渗性等都有更高的要求。因此，制备抗分散性、抗渗性等性能优异的水下3d打印水泥基材料是亟需解决的技术问题。

技术实现思路

1、(一)解决的技术问题

2、针对现有技术的不足，本发明提供了一种水下3d打印水泥基材料及其制备方法，解决了传统陆地3d打印水泥基材料用于水下3d打印时抗分散性、抗渗性等性能不足的技术问题。

3、(二)技术方案

4、为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：

5、一方面，本发明提供一种水下3d打印水泥基材料，包括以重量份计的各组份：胶凝材料325-525份、细骨料840-1050份、抗分散剂15-30份、触变剂25-50份、粉状聚羧酸高性能减水剂8-20份。

6、优选地，所述胶凝材料以重量份计，包括硅酸盐水泥255-515份、高铝水泥15-65份。

7、优选地，所述细骨料由粒径不大于2.36mm的机制砂配制而成。

8、优选地，所述细骨料为细度模数为2.2±0.2、最大粒径不超过2.36mm的级配河砂。

9、优选地，所述抗分散剂以重量份计，包括沉珠8-21份、黄原胶4-8份、可分散乳胶粉5-15份。

10、优选地，所述触变剂按照重量份计，包括凹凸棒土21-48.5份、气相二氧化硅1-3份、阴离子聚丙烯酰胺0.5-1份。

11、另一方面，本发明提供一种水下3d打印水泥基材料的制备方法，包括以下步骤；

12、(1)将抗分散剂、触变剂进行预混得到预混料，然后将所述预混料与胶凝材料、细骨料和粉状聚羧酸减水剂搅拌均匀，得到水下3d打印水泥基材料；

13、(2)将水与所述水下3d打印水泥基材料按照水料比0.1-0.2混合均匀，得到水下3d打印砂浆。

14、(三)有益效果

15、本发明提供了一种水下3d打印水泥基材料及其制备方法。与现有技术相比，具备以下有益效果：

16、(1)本发明的水下3d打印水泥基材料包括采用沉珠、黄原胶与可分散乳胶粉配制的抗分散剂，从而使3d打印砂浆在水下环境能够有效地保持内聚力和抗分散效果，并且可分散乳胶粉可有效提升层间粘结力。

17、(2)本发明的水下3d打印水泥基材料包括可调整级配的机制砂或细度模数为2.2±0.2、最大粒径不超过2.36mm的级配河砂，并降低了水料比，提高了粉末聚羧酸减水剂掺量，进一步降低了水下3d打印砂浆的孔隙率，提高了其抗渗性。

18、(3)本发明的水下3d打印水泥基材料包括触变剂，触变剂中掺入了凹凸棒土，凹凸棒土是一种掺量较高、价格便宜的触变剂，可使触变剂的调整范围更加可控，降低了触变剂敏感性。

技术特征：

1.一种水下3d打印水泥基材料，其特征在于，包括以重量份计的各组份：胶凝材料325-525份、细骨料840-1050份、抗分散剂15-30份、触变剂25-50份、粉状聚羧酸高性能减水剂8-20份。

2.如权利要求1所述的水下3d打印水泥基材料，其特征在于，所述胶凝材料以重量份计，包括硅酸盐水泥255-515份、高铝水泥15-65份。

3.如权利要求1所述的水下3d打印水泥基材料，其特征在于，所述细骨料由粒径不大于2.36mm的机制砂配制而成。

4.如权利要求1所述的水下3d打印水泥基材料，其特征在于，所述细骨料为细度模数为2.2±0.2、最大粒径不超过2.36mm的级配河砂。

5.如权利要求1所述的水下3d打印水泥基材料，其特征在于，所述抗分散剂以重量份计，包括沉珠8-21份、黄原胶4-8份、可分散乳胶粉5-15份。

6.如权利要求1所述的水下3d打印水泥基材料，其特征在于，所述触变剂按照重量份计，包括凹凸棒土21-48.5份、气相二氧化硅1-3份、阴离子聚丙烯酰胺0.5-1份。

7.一种如权利要求1-6任一项所述的水下3d打印水泥基材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤；

技术总结本发明提供一种水下3D打印水泥基材料及其制备方法，涉及水泥基材料制备技术领域。一种水下3D打印水泥基材料，包括以重量份计的各组份：胶凝材料325‑525份、细骨料840‑1050份、抗分散剂15‑30份、触变剂25‑50份、粉状聚羧酸高性能减水剂8‑20份。水下3D打印水泥基材料的抗分散性、抗渗性及层间粘结力优异。技术研发人员：姚佳楠,彭建伟,范冬冬,陈儀涛,吴成浩,唐洁,黄海,汪志勇受保护的技术使用者：安徽中铁工程材料科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/9/9