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一种白色3D打印砂浆组合物、白色3D打印砂浆及其制备方法和应用
发布时间:2025-08-19
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  1.一种白色3D打印砂浆组合物,其特征在于,该砂浆组合物中含有各自独立保存或者

  两者以上混合保存的以下组分:白色快硬硫铝酸盐水泥、白色硅酸盐水泥、白色硬石膏、白

  色石英砂、缓凝剂、保水剂、抗裂PP纤维、钛白粉、润湿剂、固色剂、抗碱剂、水;

  相对于100重量份的所述白色快硬硫铝酸盐水泥,所述白色硅酸盐水泥的含量为13‑27

  重量份,所述白色硬石膏的含量为6‑14重量份,所述白色石英砂的含量为133‑200重量份,

  所述缓凝剂的含量为0.08‑0.27重量份,所述保水剂的含量为0.02‑0.07重量份,所述抗裂

  PP纤维的含量为0.08‑0.14重量份,所述钛白粉的含量为2‑6重量份,所述润湿剂的含量为

  0.2‑0.6重量份,所述固色剂的含量为1‑3重量份,所述抗碱剂的含量为2‑6重量份,所述水

  所述白色快硬硫铝酸盐水泥的白度≥85,初凝时间≥15min;所述白色硅酸盐水泥的白

  度≥87;所述抗碱剂为含量重量比为1:1.5‑6:2‑12:2‑13的萘磺酸甲醛缩合物、丝光沸石

  2.根据权利要求1所述的砂浆组合物,其中,所述固色剂为含量重量比为1:0.6‑4:4‑18

  3.根据权利要求1或2所述的砂浆组合物,其中,所述白色硬石膏的白度≥80,且所述白

  4.根据权利要求1或2所述的砂浆组合物,其中,所述白色石英砂的白度≥80,所述白色

  含量≥90重量%,且所述白色石英砂中含有重量比为1:1.8‑2.2的大颗粒白

  色石英砂和小颗粒白色石英砂,所述大颗粒白色石英砂的细度为20‑40目;所述小颗粒白色

  5.根据权利要求1或2所述的砂浆组合物,其中,所述缓凝剂选自柠檬酸、葡萄糖酸钠与

  6.根据权利要求1或2所述的砂浆组合物,其中,所述保水剂为黏度为5000‑7000mPa·s

  7.根据权利要求1或2所述的砂浆组合物,其中,所述钛白粉为金红石型钛白粉;所述润

  8.一种制备白色3D打印砂浆的方法,其特征在于,该方法包括:将权利要求1‑7中任意

  本发明涉及建筑3D打印技术领域,具体涉及一种白色3D打印砂浆组合物、白色3D

  3D打印混凝土技术是将3D打印技术与混凝土材料技术结合而产生的新的智能制

  造技术。其主要原理是将混凝土构件进行3D建模和分割产生三维信息,然后将配制好的混

  凝土拌合物通过挤出装置,按照设定好的程序,由打印头挤出进行打印得到混凝土构件。

  3D打印混凝土技术具有自动化程度高、造型灵活、免模具支撑、节省材料、节省工

  目前,3D打印混凝土技术常应用于装饰构件、个性化的园林景观、岗亭、值班室等

  构件或建筑的打印。而3D打印技术对水泥基材料提出了更高的要求,例如水泥基材料需要

  具备较快的凝结速度,较高的屈服应力、塑性粘度以及流动性,良好的触变性、支撑性等。

  在打印水泥基装饰构件工程中,白色打印砂浆是3D打印的难点之一。传统普通硅

  酸盐灰色水泥的打印材料色彩单一,打印后还需二次装饰。而白色打印砂浆易于在打印材

  料内着色,且色彩鲜艳,色彩可选范围广,打印完成后可直接作为建筑外立面使用,进一步

  性、凝结时间达不到3D打印技术的要求,而且打印时间不能稳定调控、成型的3D打印构件容

  例如,CN110028299A公开了一种3D打印白色水泥基材料,该打印材料属于磷酸镁

  基打印材料,虽然能提供白色打印砂浆,但存在原材料存在地域限制、原材料价格昂贵、生

  产配制复杂等问题,且由于磷酸镁材料属于气硬性胶凝材料,耐水性差,无法作为结构件打

  构件的施工。白色打印砂浆的着色性、保色能力及泛碱性会直接影响打印砂浆的装饰效果。

  传统的白色砂浆润湿性差、着色困难,表面颜色随着阳光照射及雨水侵蚀易褪色,同时砂浆

  为了实现上述目的,本发明第一方面提供一种白色3D打印砂浆组合物,该砂浆组

  合物中含有各自独立保存或者两者以上混合保存的以下组分:白色快硬硫铝酸盐水泥、白

  色硅酸盐水泥、白色硬石膏、白色石英砂、缓凝剂、保水剂、抗裂PP纤维、钛白粉、润湿剂、固

  相对于100重量份的所述白色快硬硫铝酸盐水泥,所述白色硅酸盐水泥的含量为

  13‑27重量份,所述白色硬石膏的含量为6‑14重量份,所述白色石英砂的含量为133‑200重

  量份,所述缓凝剂的含量为0.08‑0.27重量份,所述保水剂的含量为0.02‑0.07重量份,所述

  抗裂PP纤维的含量为0.08‑0.14重量份,所述钛白粉的含量为2‑6重量份,所述润湿剂的含

  量为0.2‑0.6重量份,所述固色剂的含量为1‑3重量份,所述抗碱剂的含量为2‑6重量份,所

  所述白色快硬硫铝酸盐水泥的白度≥85,初凝时间≥15min;所述白色硅酸盐水泥

  的白度≥87;所述抗碱剂为含量重量比为1:1.5‑6:2‑12:2‑13的萘磺酸甲醛缩合物、丝光沸

  本发明第二方面提供一种制备白色3D打印砂浆的方法,该方法包括:将前述第一

  本发明第四方面提供前述第三方面所述的白色3D打印砂浆在建筑3D打印中的应

  与现存白色3D打印砂浆技术相比,本发明提供的白色3D打印砂浆至少具有如下优

  (1)本发明提供的白色3D打印砂浆,优化了湿砂浆的流变特性,更适用于挤出打印

  成型,塑性粘度在1.0‑3.0Pa·S范围内,屈服应力在350‑500Pa范围内,泵送性、挤出打印性

  及支撑性良好,兼具早强高强、低收缩不开裂的力学性能,同时能够克服灰色打印砂浆颜色

  单调且需二次装饰的缺陷,具有结构装饰一体功能,能够应用于彩色建筑构件打印,具有高

  (2)本发明提供的白色3D打印砂浆的初始流动度为190mm±10mm,20min流动度为

  (3)本发明提供的白色3D打印砂浆能够有效防止颜料的光化学反应和雨水浸蚀,

  (4)本发明提供的白色3D打印砂浆优化了构件的渗透性和孔结构,并能够抑制砂

  值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说,各个范围的端点值之间、各

  个范围的端点值和单独的点值之间,以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个

  需要说明的是,在本发明的各方面中,针对各方面中的相同的组分,本发明仅在其

  中一方面中描述一次而不重复进行描述,本领域技术人员不应理解为对本发明的限制。

  如前所述,本发明的第一方面提供了一种白色3D打印砂浆组合物,该砂浆组合物

  中含有各自独立保存或者两者以上混合保存的以下组分:白色快硬硫铝酸盐水泥、白色硅

  酸盐水泥、白色硬石膏、白色石英砂、缓凝剂、保水剂、抗裂PP纤维、钛白粉、润湿剂、固色剂、

  相对于100重量份的所述白色快硬硫铝酸盐水泥,所述白色硅酸盐水泥的含量为

  13‑27重量份,所述白色硬石膏的含量为6‑14重量份,所述白色石英砂的含量为133‑200重

  量份,所述缓凝剂的含量为0.08‑0.27重量份,所述保水剂的含量为0.02‑0.07重量份,所述

  抗裂PP纤维的含量为0.08‑0.14重量份,所述钛白粉的含量为2‑6重量份,所述润湿剂的含

  量为0.2‑0.6重量份,所述固色剂的含量为1‑3重量份,所述抗碱剂的含量为2‑6重量份,所

  所述白色快硬硫铝酸盐水泥的白度≥85,初凝时间≥15min;所述白色硅酸盐水泥

  的白度≥87;所述抗碱剂为含量重量比为1:1.5‑6:2‑12:2‑13的萘磺酸甲醛缩合物、丝光沸

  本发明中,所述白色快硬硫铝酸盐水泥的强度等级为62.5;所述白色硅酸盐水泥

  定比例的白色快硬硫铝酸盐水泥与白色硅酸盐水泥配合使用,克服了白色硅酸盐水泥的触

  变性、流变性及凝结时间不适宜进行3D打印施工的缺陷,同时避免采用磷酸镁水泥砂浆或

  铝酸盐水泥砂浆带来的不耐水、不耐久的问题,能够使得制备得到的白色3D打印砂浆具有

  本发明中,萘磺酸甲醛缩合物、丝光沸石粉、超细矿渣粉与白色硅灰粉复合的抗碱

  剂含有多种高活性化合物,发明人发现,该抗碱剂优化了构件的渗透性和孔结构,能够迅速

  降低孔隙溶液中碱离子的浓度,迅速吸收水泥水化过程中产生的氢氧化钙,并生成高强微

  优选地,所述固色剂为含量重量比为1:0.6‑4:4‑18的氯化铵、硫酸铝铵与磺化三

  形成致密的网状结构膜,能够有效防止颜料的光化学反应和雨水浸蚀,并增强产品的反光

  所述白色石英砂中含有重量比为1:1.8‑2.2的大颗粒白色石英砂和小颗粒白色石英砂,所

  述大颗粒白色石英砂的细度为20‑40目;所述小颗粒白色石英砂的细度为40‑70目。

  优选地,所述保水剂为黏度为5000‑7000mPa·s的甲基羟丙基纤维素醚。

  本发明中,所述抗裂PP纤维是指抗裂聚丙烯纤维,直径为50‑60μm,长度为6‑9mm,

  抗拉强度为600‑700MPa,断裂伸长率为10‑20%。示例性地,可以为广州凯聚公司的聚丙烯

  类砂浆润湿剂。示例性地,可以为明凌化工公司的metolat  P588润湿剂。

  如前所述,本发明的第二方面提供了一种制备白色3D打印砂浆的方法,该方法包

  如前所述,本发明的第四方面提供了前述第三方面所述的白色3D打印砂浆在建筑

  白色快硬硫铝酸盐水888集团官网入口泥:白度为91.3,初凝时间为20min,强度等级为62.5,W·SAC

  白色硅酸盐水泥:白度为89,强度等级为52.5,PWI  52.5,阿尔博波特兰(安庆)有

  大颗粒白色石英砂:白度为81,细度为20‑40目,XJ‑2,郴州新佳新材料有限公司;

  小颗粒白色石英砂:白度为82,细度为40‑70目,XJ‑3,郴州新佳新材料有限公司;

  保水剂:黏度为6000mPa·s的甲基羟丙基纤维素醚,GM‑6820,上海惠广精细化工

  润湿剂:非离子型聚乙二醇酯类砂浆润湿剂,metolat  P588,明凌化工有限公司;

  固色剂:磺化三聚氰胺甲醛树脂,HY‑SM,河北世纪艺高环保科技有限公司;

  采用美国Brookfield公司生产的RS‑SST流变仪对新拌浆体进行流变试验,通过试

  打印砂浆的跳桌流动度按照GB/T2419‑2005《水泥胶砂流动度测定方法》进行测

  打印砂浆的凝结时间、干缩率按照JGJ/T  70‑2009《建筑砂浆基本性能试验方法标

  准》进行测试;打印砂浆的抗压强度按照GB/T  17671‑1999《水泥胶砂强度检验方法(ISO

  打印砂浆的白度按照GB/T  5950‑2008《建筑材料与非金属矿产品白度测量方法》

  打印砂浆的耐候性按照JC/T  1024‑2019《墙体饰面砂浆》进行测试。

  本实施例用于说明本发明所述的白色3D打印砂浆组合物按照表1中的配方均匀混

  在没有特别说明的情况下,其余实例采用与实施例1相同的方法进行,不同的是所

  采用前述测试方法对各实例中获得的白色3D打印砂浆进行性能测定,具体结果见

  从以上结果可以看出,本发明提供的白色3D打印砂浆的塑性粘度在1.0‑3.0Pa·S

  砂浆干缩率≤0.10%,耐候性达1级,具有良好的泵送性、挤出打印性及支撑性,兼具早强高

  强、低收缩不开裂的力学性能,同时具有结构装饰一体功能,能够应用于彩色建筑构件打

  以上详细描述了本发明的优选实施方式,但是,本发明并不限于此。在本发明的技

  术构思范围内,可以对本发明的技术方案进行多种简单变型,包括各个技术特征以任何其

  它的合适方式进行组合,这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容,均属于