welcometo欢迎光临888集团(中国)有限公司官网一种3D打印的砂浆材料及其制备方法、砂浆的3D打印方法

发布时间：2025-08-19

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　　2.根据权利要求1所述的砂浆材料，其特征在于，所述矿渣微粉的粒径为1～75μm，所述

　　3.根据权利要求1所述的砂浆材料，其特征在于，所述粉煤灰的密度为2.2～2.3g/cm

　　4.根据权利要求1所述的砂浆材料，其特征在于，所述速凝剂包括碳酸锂速凝剂。

　　5.根据权利要求1所述的砂浆材料，其特征在于，所述早强剂包括三乙醇胺早强剂。

　　6.根据权利要求1所述的砂浆材料，其特征在于，所述可再分散性胶粉包括醋酸乙烯酯

　　7.根据权利要求1所述的砂浆材料，其特征在于，所述细骨料的粒径为0.35～0.5mm，所

　　8.根据权利要求1所述的砂浆材料，其特征在于，所述聚丙烯纤维的长度为5～7mm，长

　　9.权利要求1～8任一项所述砂浆材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

　　将矿渣微粉、粉煤灰、聚丙烯纤维、萘系减水剂、可再分散性胶粉、纤维素醚、消泡剂和

　　10.利用权利要求1～8任一项所述的砂浆材料进行3D打印，其特征在于，所述3D打印包

　　括以下步骤：将砂浆材料进行3D打印；所述3D打印的条件包括温度为0～35℃，速度为0.1～

　　本发明属于砂浆材料技术领域，特别涉及一种3D打印的砂浆材料及其制备方法、

　　目前，砂浆材料3D打印凭借其无模化的智能建造优势，已逐渐成为世界范围内快

　　速上升的研究热点。为将该技术广泛应用于建筑业，国内外研究者近年来不断研发适于泵

　　送、挤出和沉积的可打印砂浆材料，且在其力学性能的优化和耐久性的研究中均得到了不

　　断的进步。因此，在砂浆材料3D打印技术的不断普及的环境下，越来越多的小中型原位砂浆

　　材料3D打印建筑出现在国内的多个地方。然而，随着3D打印建筑需求的不断增加，打印速度

　　和工作效率等相关的打印材料或打印工艺开始制约砂浆材料3D打印在国内研究的进一步

　　发展速度。然而，目前的3D打印的砂浆材料在进行3D打印时，速度较慢，例如：史庆轩使用普

　　通硅酸盐水泥和硫铝酸盐水泥配合聚羧酸减水剂等外加剂制备得到的砂浆材料，实现了最

　　鉴于此，本发明提供了一种3D打印的砂浆材料及其制备方法、砂浆的3D打印方法，

　　为了实现以上目的，本发明提供了一种3D打印的砂浆材料，包括以下质量份数的

　　优选地，所述矿渣微粉的粒径为1～75μm，所述矿渣微粉的表面积为420～450m

　　将矿渣微粉、粉煤灰、聚丙烯纤维、萘系减水剂、可再分散性胶粉、纤维素醚、消泡

　　本发明还提供了利用上述所述砂浆材料进行3D打印，所述3D打印包括以下步骤：

　　将砂浆材料进行3D打印；所述3D打印的条件包括温度为0～35℃，速度为0.1～200mm/s；

　　本发明提供了一种3D打印的砂浆材料，包括以下质量份数的制备原料：普通硅酸

　　盐水泥50～70份；硫铝酸盐水泥6～14份；矿渣微粉2～20份；粉煤灰18～22份；速凝剂0.25

　　～2份；纤维素醚0.05～0.45份；萘系减水剂0.1～0.3份；可再分散性胶粉0.4～0.6份；消泡

　　份。本发明以普通硅酸盐水泥、硫铝酸盐水泥、矿渣微粉、粉煤灰、聚丙烯纤维、萘系减水剂、

　　可再分散性胶粉、纤维素醚、消泡剂、速凝剂、早强剂和细骨料为砂浆材料原料采用合理的

　　配比可将本专利所述砂浆材料在投用到3D打印后打印速度稳定保持在150～200mm/s内，同

　　时利用速凝剂、纤维素醚、减水剂等外加剂的复合影响，既能够提高所述材料的打印速度，

　　还能够确保在快速打印后产品的28D抗压强度达到C50水平，所述砂浆材料具备高可泵性，

　　高打印性且力学性能良好。使用本发明砂浆材料进行3D打印可实现快速打印，减少相关成

　　在本发明中，以质量份数计，所述砂浆材料的制备原料包括普通硅酸盐水泥50～

　　70份，优选为55～65份。在本发明中，所述普通硅酸盐水泥的强度优选不低于42.5级。在本

　　发明中，所述普通硅酸盐水泥优选包括以下质量百分含量的组分：6 .65％Al

　　明利用硅酸盐水泥的水热化低的特点，可以保证在失去水分凝结的过程中将打印材料体积

　　在本发明中，以质量份数计，所述砂浆材料的制备原料包括硫铝酸盐水泥6～14

　　份，优选为10～12份。在本发明中，所述硫铝酸盐水泥优选包括以下质量百分含量的组分：

　　(Loss)优选为2.6％。本发明利用硫铝酸盐水泥能够实现快速凝结，且具有早期强度的特定

　　属性，在普通硅酸盐水泥的配合下，既可以实现砂浆材料的凝胶时间的控制，也可以保证其

　　在本发明中，以质量份数计，所述砂浆材料的制备原料包括矿渣微粉2～20份，优

　　选为10～15份。在本发明中，所述矿渣微粉优选为S95矿渣微粉和/或S105矿渣微粉。在本发

　　明中，所述矿渣微粉优选为水淬高炉矿渣。在本发明中，所述矿渣微粉优选包括以下质量百

　　MgO，烧失量(Loss)优选为3.484％。在本发明中，所述矿渣微粉的粒径优选为1～75μm，更优

　　选为1～45μm。在本发明中，所述矿渣微粉的比表面积优选为420～450m

　　/kg。在本发明实施例中，所述矿渣微粉具体优选为西安德龙新型建筑材料科技有限

　　特性可有效提高3D打印材料的打印性和力学性能，降低混凝土的成本。同时，合理的矿渣微

　　粉配比可以降低水化发硬发热速率，减少砂浆材料3D打印结构早期温度裂缝，提高混凝土

　　在本发明中，以质量份数计，所述砂浆材料的制备原料包括粉煤灰18～22份，优选

　　为19～20份。在本发明中，所述粉煤灰的粒径优选为1～100μm，更优选为20～80μm。在本发

　　灰的级别优选为国家一级粉煤灰。在本发明中，所述粉煤灰优选包括以下质量百分含量的

　　，烧失量(Loss)优选为3.824％。本发明利用粉煤灰成分和细度的特征，不仅可

　　以利用其触发活性效应，生成水化硅酸钙、水化铝酸钙等胶凝物质；同时利用其极小粒径的

　　特点，增加整个胶凝材料的流变性，提高匀质性和致密性，改善砂浆材料3D打印制品的结构

　　在本发明中，以质量份数计，所述砂浆材料的制备原料包括速凝剂0.25～2份，优

　　选为0.5～1.5份。在本发明中，所述速凝剂优选包括碳酸锂速凝剂。本发明利用速凝剂配合

　　铝氧熟料(硫铝酸盐水泥)，能够较高地发挥速凝作用，提高砂浆材料的凝结时间，达到快速

　　在本发明中，以质量份数计，所述砂浆材料的制备原料包括纤维素醚0.05～0.45

　　份，优选为0.10～0.4份。在本发明中，所述纤维素醚具体优选为山东瑞泰化工有限公司提

　　供的20万粘度的纤维素醚。本发明利用纤维素醚的高分子醚结构特性，可以保证在纤维素

　　醚和水化水泥颗粒之间形成一层薄膜，防止水分外渗，提高砂浆材料的保水性和工作性，进

　　而提高了砂浆材料3D打印产品的层间粘接性。同时，纤维素醚的高效保水性和增稠性降低

　　了水化反应的反应速率，在打印期间能够对砂浆材料实现一定程度的缓凝功能，体现在时

　　间工作中便可以控制砂浆材料3D打印工作期间的凝结时间，提高砂浆材料3D打印的可操作

　　在本发明中，以质量份数计，所述砂浆材料的制备原料包括萘系减水剂0.1～0.3

　　份，优选为0.15～0.25份。在本发明中，所述萘系减水剂的减水率为20～25％。在本发明实

　　施例中，所述萘系减水剂具体优选为上海臣启化工科技有限公司生产的型号为CQJ‑NX01的

　　萘系减水剂。本发明利用萘系减水剂的高效减水率，提高砂浆材料3D打印工作期间的流动

　　性，由于加入了萘系减水剂，同比情况下降低了拌合水的含量，提高了水胶比，最终提高了

　　在本发明中，以质量份数计，所述砂浆材料的制备原料包括可再分散性胶粉0.4～

　　0.6份，优选为0.5～0.55份。在本发明中，所述可再分散性胶粉优选为醋酸乙烯酯与乙烯共

　　聚胶粉，所述醋酸乙烯酯与乙烯共聚胶粉中保护胶体优选为聚乙烯醇。在本发明实施例中，

　　所述可再分散性胶粉具体优选为德国瓦克5010N型可再分散性乳胶粉。本发明利用聚乙烯

　　在本发明中，以质量份数计，所述砂浆材料的制备原料包括消泡剂0.1～0.5份，优

　　选为0.2～0.4份。在本发明中，所述消泡剂优选包括聚醚多元醇消泡剂，所述聚醚多元醇消

　　泡剂的成分优选包括液态碳氢化合物和聚乙二醇。在本发明实施例中，所述消泡剂具体优

　　选为德国明凌提供的P‑893型消泡剂。本发明利用消泡剂可将因为在砂浆材

　　料中增添萘系减水剂而导致的打印材料中存在大量气泡消除，从而提高砂浆材料的抗压强

　　在本发明中，以质量份数计，所述砂浆材料的制备原料包括早强剂0.1～0.5份，优

　　选为0.2～0.4份。在本发明中，所述早强剂优选包括三乙醇胺早强剂。本发明利用早强剂加

　　速水泥水化速度，促进砂浆材料早期强度的发展，建立早期强度，保证实现砂浆材料的快速

　　在本发明中，以质量份数计，所述砂浆材料的制备原料包括聚丙烯纤维0.4～1 .0

　　份，优选为0.5～0.8份。在本发明中，所述聚丙烯纤维的长度优选为5～7mm，更优选为6mm，

　　所述聚丙烯纤维的长径比优选为190～210，更优选为200。本发明利用聚丙烯纤维的增稠效

　　应和对微裂缝的力学方面的补偿能够提高整体砂浆材料3D打印产品的结构强度和耐久性。

　　在本发明中，以质量份数计，所述砂浆材料的制备原料包括细骨料100～120份，优

　　选为110～115份。在本发明中，所述细骨料优选包括石英砂，在本发明中，所述石英砂优选

　　度优选为1700℃，所述石英砂的均匀度优选为90％，所述石英砂的硬度优选为6.7，所述石

　　英砂的含水率优选为1％。在本发明中，所述细骨料的粒径优选为0 .35～0 .5mm，更优选为

　　0 .4～0 .45mm。在本发明中，所述细骨料的细度模数优选为0 .23～0 .3，更优选为0 .25～

　　0.28。本发明采用细骨料的主要作用是用以降低成本，抑制收缩并且防止开裂，确保在采用

　　较高含量的硫铝酸盐水泥的砂浆材料在打印过程中和完成后减少自收缩裂纹，确保3D打印

　　在本发明中，以质量份数计，所述砂浆材料的制备原料包括水30～40份，优选为32

　　将矿渣微粉、粉煤灰、聚丙烯纤维、萘系减水剂、可再分散性胶粉、纤维素醚、消泡

　　速优选为55～65rpm，更优选为60rpm，所述搅拌的时间优选为2～3min。

　　65rpm，更优选为60rpm，所述搅拌的时间优选为5～10min。在本发明中，所述第三混合优先

　　水泥)和细骨料在干粉状态下的充分均匀分布，同时能够确保粉末类外加剂和溶液类外加

　　剂都能够充分混合于第一混合料中，确保制备得到的砂浆材料性能更加稳定；而且本制备

　　方法流程操作简单，方便实用，能够保证本专利所述砂浆材料的稳定制备和高效产出。

　　在本发明中，所述3D打印的条件温度为0～35℃，更优选为20～30℃，速度为0.1～

　　在本发明中，所述3D打印后的砂浆材料的存放温度优选为0～40℃，更优选为20～

　　所述萘系减水剂为上海臣启化工科技有限公司生产的型号为CQJ‑NX01的萘系减

　　所述细骨料为石英砂，所述石英砂的粒径为0.35～0.5mm，细度模数为0.23～0.3；

　　砂浆材料：普通硅酸盐水泥60份；硫铝酸盐水泥6份；矿渣微粉10份；粉煤灰20份；

　　碳酸锂速凝剂1份；纤维素醚0 .15份；萘系减水剂0 .15份；可再分散性胶粉0 .5份；消泡剂

　　0.25份；早强剂0.25份；聚丙烯纤维0.5份；石英砂110份；水32份。

　　砂浆材料：普通硅酸盐水泥60份、硫铝酸盐水泥8份、矿渣微粉10份、粉煤灰20份、

　　碳酸锂速凝剂1份、纤维素醚0 .15份、萘系减水剂0 .15份、可再分散性胶粉0 .5份、消泡剂