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专利号: 2017104558699
申请人: 南京理工大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-08-18
缴费截止日期: 暂无
联系人

摘要:

权利要求书:

1.用于3D打印的碱激发胶凝材料,其特征在于,按重量百分比,包括如下组分:

2.如权利要求1所述的材料,其特征在于,所述的工业废渣微粉选自比表面积不小于

400㎡/㎏,F类、C类粉煤灰,或比表面积不小于400㎡/㎏,碱性指数Mb不小于1的磨细高炉矿渣,或比表面积不小于400㎡/㎏,SiO2/CaO在0.8~1.2的磨细粒化磷渣,或比表面积不小于

400㎡/㎏,SiO2/CaO在0.7~1.1的磨细粒化钢渣中任意一种或其组合。

3.如权利要求1所述的材料,其特征在于,所述的水泥为强度等级42.5或以上的硅酸盐水泥。

4.如权利要求1所述的材料,其特征在于,所述的碱激发剂是模数为不小于1.0液态水玻璃,其中,硅酸钠的质量浓度为20%~30%。

5.如权利要求1所述的材料,其特征在于,所述的细骨料为粒度直径小于2.5mm的黄砂或石英砂或尾砂及其混合物;所述粗骨料为碎石或者卵石,粒径为5~20mm之间。

6.如权利要求1所述的材料,其特征在于,所述的消泡剂为聚氧丙烯甘油醚或者聚二甲基硅氧烷中的一种或两种;所述的减水剂为木质素磺酸钠盐减水剂、萘系高效减水剂、聚羧酸高效减水剂中的一种或混合物,减水率不小于15%。

7.如权利要求1所述的材料,其特征在于,所述高强纤维为钢纤维、玄武岩纤维、碳纤维、无碱玻璃纤维中的一种,其中,钢纤维为直径0.17mm~0.2mm,长度为6~20mm,抗拉强度大于1800Mpa;玄武岩纤维直径9μm~13μm,长度为6~20mm,抗拉强度大于3000MPa;碳纤维直径8μm~18μm,长度为6~20mm,抗拉强度大于3500MPa;无碱玻璃纤维直径5μm~10μm,长度为6~20mm,抗拉强度大于2500MPa。

8.如权利要求1所述的材料,其特征在于,所述微纳米纤维为碳纳米纤维、碳化硅晶须、氧化锆纤维中的一种,其中,碳纳米纤维直径为90~100nm,长度为50~200μm,比表面不小于200㎡/g;碳化硅晶须直径为0.1~1.0μm,晶须长度为10~200μm,抗拉强度大于2.9GPa;

氧化锆纤维直径为7~10μm,长度为2~12mm,抗拉强度大于1200MPa。

9.如权利要求1-8任一所述的用于3D打印的碱激发胶凝材料的打印方法,其特征在于,所述的包括如下步骤:(a)将工业废渣微粉、硅酸盐水泥、细骨料和粗骨料按比例称量好,放入搅拌机中混合均匀;

(b)将微纳米纤维加入溶有消泡剂、减水剂和水的混合溶液中,在超声仪中超声分散10分钟以上,然后加入搅拌机的固体混合物中,搅拌3~5min,使固体原料从分散状态变成粘性浆体状态;

(c)将高强纤维均匀的加到粘性浆体状态的混合物中并继续搅拌5~10min,加入碱激发剂,搅拌均匀;

(e)按要求设计打印全过程参数,并控制打印臂运动轨迹;

(f)将得到的碱激发剂溶液和混合物浆体分别用两个泵输送到3D打印搅拌机器臂上,控制泵的运行速率使碱激发剂溶液和混合物浆体的比例保持一致,并进行搅拌打印。