本技术涉及一种3D打印混凝土流变性能调控方法,包括以下步骤:S1:制备混凝土打印浆料;所述混凝土打印浆料包括以下重量份组分:水泥熟料75‑100份,骨料75‑125份,矿物掺合料0‑25份,混凝土外加剂0‑1份,水25‑40份;S2:将混凝土打印浆料输入加压碳化搅拌器内,密封后通入CO<subgt;2</subgt;;S3:当CO<subgt;2</subgt;气压为0.05‑0.5MPa时进行加压碳化搅拌,即可得到具有高可建造性的混凝土材料。与现有技术相比,本发明在3D打印混凝土浆料前对混凝土浆料进行加压碳化搅拌处理,可以有效促进混凝土材料从具有高工作性能向具有高可建造性转变,解决了混凝土材料在运输泵送和打印时流变性能上的矛盾。同时,本发明能够消纳部分高CO<subgt;2</subgt;含量的工业废气,能够进一步降低3D打印建筑的碳排放。
背景技术
3D打印混凝土是一项面向未来的新兴智能建造技术,其具有不需要模板、施工效率高、造型丰富等优点。然而,3D打印要求混凝土具有较好的流动度,以确保其能在泵送管道中顺畅流动(可泵送性)及连续稳定挤出的要求(可打印性);同时,又要求砂浆流动度不能太高,否则会影响连续可打印层数,降低3D打印的可建造性。如何解决可泵送性、可打印性和可建造性之间的矛盾,一直是3D打印混凝土技术领域的热点和难点之一。
对于上述可泵送性、可打印性和可建造性之间的矛盾,目前学术界以及业界主要采用的解决方式是寻找一个平衡点,以同时满足可泵送性、可打印性、可建造性所要求的流变性能,依据该平衡点设计打印材料的配合比。但此方法限制了打印材料的配合比的适用范围,并且提高了打印材料中水泥的用量,进而增加了此技术的碳足迹。
最近几年,一种“按需凝固”的3D打印混凝土技术概念被提出。此技术的特点是可以对混凝土的流变性能进行更精确的控制,按照需求在即将打印时调整打印材料的流变性能。将高流动度的混凝土材料通过泵送至打印头,而随后在喷嘴附近注入速凝剂并与混凝土结合,旨在加速凝结并改善混凝土的流变性能,使其挤出后能具备一定强度。然而,这种技术存在降低混凝土的后期力学性能和耐久性能,增加材料成本,混合不均匀等缺点。
除此之外,另外一种类似“按需凝固”的方法——碳化搅拌,也在不久前被提出。其使用CO2
作为促凝剂,加快混凝土材料的硬化和凝结,从而提高可建造性。然而,这种方法仍存在效率不太高,所需搅拌时间长,CO2
大量逸散,导致促凝效果有待进一步提高等缺陷。
因此,3D打印混凝土的可泵送性与可建造性之间的矛盾仍待解决,亟待开发一种新型的3D打印混凝土流变性能调控方法。
实现思路