888集团官网入口1.一种3D打印保温砂浆，其特征在于，按重量份计，原料包括如下组分：白色硅酸盐水
泥60～100份、水性增粘树脂0.5～1.5份、纳米蒙脱土1～3份、聚苯颗粒5～10份、石英砂5～
10份、玻化微珠1～5份、增稠剂0.3～1份、减水剂0.3～0.7份、水50～70份；所述水性增粘树
脂主要成分为松香酯，所述聚苯颗粒的粒度级配包括0.5～2mm、2～4mm、5～6mm三个梯度，
所述三个梯度的聚苯颗粒的质量比依次序为2～3:1:1，所述石英砂的粒度级配包括1～80μ
m、80～200μm、200～500μm三个梯度，所述三个梯度的石英砂的质量比依次序为1～2:2:3，
所述玻化微珠的粒度级配包括50～200μm、200～400μm、400～600μm三个梯度，所述三个梯
2.如权利要求1所述的3D打印保温砂浆，其特征在于，按重量百分比计，所述3D打印保
温砂浆的原料组成包括：白色硅酸盐水泥70～90份、水性增粘树脂0.8～1.2份、纳米蒙脱土
1.2～2.7份、聚苯颗粒7～9份、石英砂6～8份、玻化微珠2～4份、增稠剂0.3～0.7份、减水剂
3.如权利要求1所述的3D打印保温砂浆，其特征在于，按重量百分比计，所述3D打印保
温砂浆的原料组成包括：白色硅酸盐水泥78～85份、水性增粘树脂1～1.2份、纳米蒙脱土
1.5～2.2份、聚苯颗粒8～9份、石英砂7～8份、玻化微珠3～4份、增稠剂0.4～0.6份、减水剂
4.如权利要求1‑3任一项所述的3D打印保温砂浆，其特征在于，所述增稠剂为羟丙基甲
5.如权利要求4所述的3D打印保温砂浆，其特征在于，羟丙基甲基纤维素醚和聚乙烯醇
6.如权利要求1‑3任一项所述的3D打印保温砂浆，其特征在于，所述白色硅酸盐水泥粒
7.如权利要求1所述的3D打印保温砂浆，其特征在于，所述水性增粘树脂的粘度为150
8.如权利要求1所述的3D打印保温砂浆，其特征在于，所述纳米蒙脱土的表观密度1.91
9.如权利要求1所述的3D打印保温砂浆，其特征在于，所述减水剂包括奈系、脂肪族和
10.权利要求1‑9任一项所述的3D打印保温砂浆的制备方法，其特征在于，包括如下步
(1)将白色硅酸盐水泥、水性增粘树脂、增稠剂、纳米蒙脱土和石英砂混合均匀，得到混
(2)在步骤(1)得到的混合物中依次加入水、减水剂、玻化微珠，搅拌均匀后加入聚苯颗
11.权利要求1‑2任一项所述的3D打印保温砂浆和/或权利要求10所述的方法制备的3D
本发明涉及保温砂浆技术领域，尤其涉及一种3D打印保温砂浆及其制备方法与应
然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有
节能、增加建筑物使用年限。但是对于一些复杂结构和特定性能要求的建筑，传统的制备方
法很难满足其要求。而与传统的建筑材料制备方法相比，3D打印技术能够大大提高建筑材
料的生产效率，并且很容易打印弯曲和复杂建筑，同时可以赋予建筑结构一些特殊的性能。
而成。保温砂浆作为外墙保温材料中的核心部分，对高效发展建筑节能具有重要作用。例
如，有文献公开了一种3D打印用保温砂浆的制备方法，其原料按重量份包括：磷酸镁水泥
石粉5‑10份，水40‑50份。这种3D打印用保温砂浆具有耐水性好，导热系数小，保温效果好，
而且强度高，降低脆性的特点，再例如，有文献公开了一种用于3D打印建筑的防水保温砂浆
及其制备方法和应用，其原材料包括如下质量百分比的组分：复合水泥50‑80％，填料10‑
20％，中空玻化微珠5‑21％，膨胀蛭石粉0.2‑0.4％，秸秆纤维0.1‑0.3％，仿钢纤维0.05‑
0.7％，减水剂0.5‑0.8％。该技术方案可以在保证砂浆防水保温性能的基础上，有效提高其
然而，本发明人发现：由于保温砂浆的粗骨料与细骨料、胶凝材料的颗粒级配相差
较大，且有机和无机材料之间粘接性能较差，造成保温砂浆在3D打印系统中的挤出性能和
针对上述问题，本发明提供一种3D打印保温砂浆及其制备方法与应用。本发明以
白色硅酸盐水泥为主要胶凝材料，并通过外加剂来协同调控保温砂浆的粘接性能和流变性
能，从而满足3D打印所必需的挤出性要求。为实现上述目的，本发明公开下述的技术方案。
本发明的第一方面，公开一种3D打印保温砂浆，按重量份计，其原料包括如下组
分：白色硅酸盐水泥60～100份、水性增粘树脂0.5～1.5份、纳米蒙脱土1～3份、聚苯颗粒5
～10份、石英砂5～10份、玻化微珠1～5份、增稠剂0.3～1份、减水剂0.3～0.7份、水50～70
进一步地，还可在下述范围内选择本发明的3D打印保温砂浆，例如，按重量百分比
计，原料组成包括如下组分：白色硅酸盐水泥70～90份、水性增粘树脂0.8～1.2份、纳米蒙
脱土1.2～2.7份、聚苯颗粒7～9份、石英砂6～8份、玻化微珠2～4份、增稠剂0.3～0.7份、减
或者，还可在下述范围内选择本发明的3D打印保温砂浆，例如，按重量百分比计，
原料组成包括如下组分：白色硅酸盐水泥78～85份、水性增粘树脂1～1 .2份、纳米蒙脱土
1.5～2.2份、聚苯颗粒8～9份、石英砂7～8份、玻化微珠3～4份、增稠剂0.4～0.6份、减水剂
在本发明的一些实施方式中，所述白色硅酸盐水泥粒径范围为0.5～89μm，亨特白
度为91～95。在本发明中，以白水泥作为胶凝材料，不仅可以使保温砂浆易着色，而且还可
在本发明的一些实施方式中，所述水性增粘树脂在100rpm下的粘度为150～
200mPa·s。水性增粘树脂的主要成分为松香酯，本发明通过水性增粘树脂的掺入能够明显
改善有机和无机材料之间的粘结性能，有效改善保温砂浆在3D打印系统中的连续挤出性
能。另外，水性增粘树脂还能够均匀分散于保温砂浆中，而且与浆体的相容性较好，不会对
在本发明的一些实施方式中，所述纳米蒙脱土的表观密度1 .91～1 .95g/m
石含量不小于96％，白度89～91。本发明通过添加纳米黏土能够明显改善保温砂浆的结构
稳定性，这是由于蒙脱石的层状结构在螺杆挤出时，能够释放所吸收的水分，使得砂浆更容
易从打印机中挤出，而在挤出后能够快速吸收砂浆中的自由水，提高其静态屈服应力，抵抗
变形。因此纳米蒙脱土的掺入可以明显改善砂浆的触变性，提高其静态屈服应力，改善结构
在本发明的一些实施方式中，所述聚苯颗粒的粒度特点为梯度级配，选择为：粒度
级配包括0.5～2mm、2～4mm、5～6mm三个梯度。优选地，上述三个梯度的聚苯颗粒的质量比
依次序为2～3:1:1。经过实验证明，在本发明中，上述颗粒级配可以较佳地使用聚苯颗粒来
在本发明的一些实施方式中，所述石英砂的粒度特点为梯度级配，选择为：粒度级
配包括1～80μm、80～200μm、200～500μm三个梯度。优选地，上述三个梯度的石英砂的质量
比依次序为1～2:2:3。经过实验证明，上述颗粒级配的石英砂能够明显改善砂浆的密实度，
在本发明的一些实施方式中，所述玻化微珠的粒度特点为梯度级配，选择为：粒度
级配包括50～200μm、200～400μm、400～600μm三个梯度。优选地，上述三个梯度的玻化微珠
的质量比依次序为1～2:2:2。经过实验证明，上述颗粒级配的玻化微珠能够明显改善砂浆
的密实度，改善其力学和保温性能。另外，在本发明中，玻化微珠具有的中空结构还能够明
合物，可选地，羟丙基甲基纤维素醚和聚乙烯醇的质量比例为1～2:2。在本发明中，羟丙基
甲基纤维素醚可以调节砂浆粘度，改善聚苯颗粒和水泥浆体的粘结性能，改善结构变形。而
聚乙烯醇不仅能够调节砂浆的粘度，还可调节其凝结时间，使其在工程应用中利用更加灵
一种，减水率为25～35％。在本发明中，减水剂能够调节砂浆的触变性能，从而改善砂浆的
(1)将白色硅酸盐水泥、水性增粘树脂、增稠剂、纳米蒙脱土和石英砂混合均匀，得
(2)在步骤(1)得到的混合物中依次加入水、减水剂、玻化微珠，搅拌均匀后加入聚
(1)本发明提出的3D打印保温砂浆可以将动态、静态屈服应力和结构变形分别控
制在432～878Pa、1316～1982Pa、4.7～9.4％的范围内，从而能够明显改善3D打印保温砂浆
(2)本发明采用白色硅酸盐水泥作为主要胶凝材料并通过外加剂来协同调控保温
砂浆的粘接性能和流变性能来满足3D打印所必需的挤出性要求。同时通过掺入纳米黏土材
料改善3D打印保温砂浆的结构稳定性，不仅可以使3D打印保温砂浆的流变性能可控、易着
(3)上述技术效果使本发明的3D打印保温砂浆在建筑领域具有良好的应用前景。
应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另
有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常
据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式
也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包
粘聚性差，造成其3D打印后的结构稳定性较差，且难以在3D打印技术中进行应用。因此，本
发明基于水泥熟料颗粒组分提出了一种3D打印保温砂浆及其制备方法与应用；现结合具体
白色硅酸盐水泥60份，粒径范围为0.5～89μm，亨特白度为92，型号为42.5；
水性增粘树脂0.5份：100rpm下的粘度为150～200mPa·s，其主要成分为松香酯；
聚苯颗粒6份：粒度级配包括0.5～2mm、2～4mm、5～6mm三个梯度，且三个梯度的聚
石英砂5份：粒度级配包括1～80μm、80～200μm、200～500μm三个梯度，且三个梯度
玻化微珠1份：粒度级配包括50～200μm、200～400μm、400～600μm三个梯度，且三
增稠剂0.3份：羟丙基甲基纤维素醚和聚乙烯醇的混合物按照质量比1:2形成的混
(2)将步骤(1)中的白色硅酸盐水泥、水性增粘树脂、增稠剂、纳米蒙脱土和石英砂
(3)打印成型：将步骤(2)的第一混合料置于搅拌机中，然后依次加入水、减水剂、
(5)养护：将步骤(4)的3D打印保温砂浆坯体置于养护箱(温度为25℃，湿度为
白色硅酸盐水泥100份，粒径范围为0.5～89μm，亨特白度为95，其型号为42.5；
水性增粘树脂1.5份：100rpm下的粘度为150mPa·s，其主要成分为松香酯；
聚苯颗粒10份：粒度级配包括0.5～2mm、2～4mm、5～6mm三个梯度，且三个梯度的
石英砂10份：粒度级配包括1～80μm、80～200μm、200～500μm三个梯度，且三个梯
玻化微珠5份：粒度级配包括50～200μm、200～400μm、400～600μm三个梯度，且三
增稠剂1份：羟丙基甲基纤维素醚和聚乙烯醇的混合物按照质量比1:2形成的混合
(2)将步骤(1)中的白色硅酸盐水泥、水性增粘树脂、增稠剂、纳米蒙脱土和石英砂
(3)打印成型：将步骤(2)的第一混合料置于搅拌机中，然后依次加入水、减水剂、
(5)养护：将步骤(4)的3D打印保温砂浆坯体置于(温度为25℃，湿度为95％)中养
白色硅酸盐水泥75份，粒径范围为0.5～89μm，亨特白度为94，其型号为42.5；
水性增粘树脂1份：100rpm下的粘度为160mPa·s，其主要成分为松香酯；
聚苯颗粒5份：粒度级配包括0.5～2mm、2～4mm、5～6mm三个梯度，且三个梯度的聚
石英砂7份：粒度级配包括1～80μm、80～200μm、200～500μm三个梯度，且三个梯度
玻化微珠3份：粒度级配包括50～200μm、200～400μm、400～600μm三个梯度，且三
增稠剂0.4份：羟丙基甲基纤维素醚和聚乙烯醇的混合物按照质量比1:2形成的混
(2)将步骤(1)中的白色硅酸盐水泥、水性增粘树脂、增稠剂、纳米蒙脱土和石英砂
(3)打印成型：将步骤(2)的第一混合料置于搅拌机中，然后依次加入水、减水剂、
(5)养护：将步骤(4)的3D打印保温砂浆坯体置于(温度为25℃，湿度为95％)中养
白色硅酸盐水泥70份，粒径范围为0.5～89μm，亨特白度为91，其型号为42.5；
水性增粘树脂1份：100rpm下的粘度为160mPa·s，其主要成分为松香酯；
聚苯颗粒7份：粒度级配包括0.5～2mm、2～4mm、5～6mm三个梯度，且三个梯度的聚
石英砂7份：粒度级配包括1～80μm、80～200μm、200～500μm三个梯度，且三个梯度
玻化微珠2份：粒度级配包括50～200μm、200～400μm、400～600μm三个梯度，且三
增稠剂0.3份：羟丙基甲基纤维素醚和聚乙烯醇的混合物按照质量比1:2形成的混
(2)将步骤(1)中的白色硅酸盐水泥、水性增粘树脂、增稠剂、纳米蒙脱土和石英砂
(3)打印成型：将步骤(2)的第一混合料置于搅拌机中，然后依次加入水、减水剂、
(5)养护：将步骤(4)的3D打印保温砂浆坯体置于(温度为25℃，湿度为95％)中养
白色硅酸盐水泥80份，粒径范围为0.5～89μm，亨特白度为92，其型号为42.5；
水性增粘树脂1份：100rpm下的粘度为170mPa·s，其主要成分为松香酯；
聚苯颗粒8份：粒度级配包括0.5～2mm、2～4mm、5～6mm三个梯度，且三个梯度的聚
石英砂6份：粒度级配包括1～80μm、80～200μm、200～500μm三个梯度，且三个梯度
玻化微珠3份：粒度级配包括50～200μm、200～400μm、400～600μm三个梯度，且三
增稠剂0.5份：羟丙基甲基纤维素醚和聚乙烯醇的混合物按照质量比1:2形成的混
(2)将步骤(1)中的白色硅酸盐水泥、水性增粘树脂、增稠剂、纳米蒙脱土和石英砂
(3)打印成型：将步骤(2)的第一混合料置于搅拌机中，然后依次加入水、减水剂、
(5)养护：将步骤(4)的3D打印保温砂浆坯体置于(温度为25℃，湿度为95％)中养
白色硅酸盐水泥90份，粒径范围为0.5～89μm，亨特白度为95，其型号为42.5；
水性增粘树脂1份：100rpm下的粘度为170mPa·s，其主要成分为松香酯；
聚苯颗粒9份：粒度级配包括0.5～2mm、2～4mm、5～6mm三个梯度，且三个梯度的聚
