3D打印生土基材料及其制备方法与流程

3d打印生土基材料及其制备方法
技术领域
1.本发明涉及3d打印领域，具体涉及一种3d打印生土基材料及其制备方法。


背景技术：

2.3d打印作为一种快速成型技术，它是以数字模型文件为基础，运用金属、塑料、水泥等各种打印材料，通过逐层打印的方式来构建物体的技术，被誉为“第三次工业革命”的核心技术。3d打印生土基材料是3d打印技术的发展的重要的物质条件，3d打印生土基材料的发展决定了3d打印的应用前景。
3.生土基材料作为一种天然建筑材料，具有绿色环保、成本低廉、制备工艺简单、可循环利用、便于取材的优点，尤其适合于资源相对短缺，经济相对落后的地区使用作为3d打印材料。
4.然而，目前应用于3d打印的生土材料的固化速度慢且强度欠佳。


技术实现要素：

5.鉴于上述现有技术的不足，本发明提出一种3d打印生土基材料及其制备方法，旨在解决目前达到回填强度要求的混凝土及其增强剂成本高昂的问题。
6.为实现上述目的，本发明提出一种3d打印生土基材料，以质量百分比计，包括：基料43％-47％、胶凝材料16％-18％、增稠剂2.7％-5.1％、减水剂0.8％-1.5％、早强剂5％-7.25％、骨料1.25％-1.75％、固化剂0.2％-1.0％、余量为水。
7.可选地，所述基料包括黄黏土、淤泥土和沙子；所述胶凝材料包括硅酸盐水泥、粉煤灰和熟石灰；所述增稠剂包括玉米淀粉和羟丙基甲基纤维素；所述减水剂包括聚羧酸系减水剂；所述早强剂包括硅酸钠粉末、水溶性磷酸硅；和/或，所述骨料包括稻草纤维和稻草壳；所述固化剂包括土壤固化剂。
8.可选地，以质量百分比计，所述基料包括：黄黏土18％-20％、淤泥土12.5％-13.5％和沙子12.5-13.5％。
9.可选地，以质量百分比计，所述胶凝材料包括：硅酸盐水泥12.50％-13.50％、粉煤灰2.25％-2.75％和熟石灰1.25％-1.75％。
10.可选地，以质量百分比计，所述增稠剂包括：玉米淀粉2.50％-4.50％和羟丙基甲基纤维素0.20％-0.60％。
11.可选地，以质量百分比计，所述减水剂包括聚羧酸系减水剂0.80％-1.50％。
12.可选地，以质量百分比计，所述骨料包括稻草纤维0.75％-1.25％和稻草壳0.50％-0.75％，所述稻草纤维的长度为0.5cm-1cm。
13.可选地，以质量百分比计，所述固化剂包括土壤固化剂0.20％-1.00％。
14.为了实现上述目的，本发明还提出一种3d打印生土基材料的制备方法，包括以下步骤：将硅酸钠粉末与水混合后搅拌，得到早强剂溶液；将黄粘土、淤泥土、沙子、稻草纤维和稻草壳混合，得到基料骨料混合物；将硅酸盐水泥、粉煤灰、熟石灰、玉米淀粉、羟丙基甲
基纤维素、聚羧酸系减水剂、水溶性磷酸硅粉末混合，得到改性材料混合物；将所述早强剂溶液加入至所述改性材料混合物中进行第一次搅拌，再加入所述基料骨料混合物进行第二次搅拌，搅拌均匀后得到3d打印生土基材料；其中，所述早强剂溶液加入至所述改性材料混合物中的加入方式为分次加入。
15.可选地，所述第一次搅拌和所述第二次搅拌的温度不低于25℃。
16.本发明的有益效果：本发明提供的3d打印生土基材料通过基料、胶凝材料、增稠剂、减水剂、早强剂、骨料、固化剂和水的合理配比，改善了基料的和易性，增加了基料的黏稠性、粘结力和保水性，早强剂生成了纤维状或者棱柱状的水化物从而改善3d打印生土基材料的早期强度，骨料进一步强化了3d打印生土基材料的成型强度，固化剂提升了3d打印生土基材料的强度、密实度、回弹模量、弯沉值、cbr、剪切强度等性能。各组分在规定配比下，保证了3d打印生土基材料固化速度快且成型强度优异，有效支持了适用于3d打印的工艺流程，具有工业推广价值。
具体实施方式
17.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，应当理解，以下实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
18.除非另有规定，本文使用的所有技术术语和科学术语具有要求保护主题所属领域的通常含义。
19.3d打印作为一种快速成型技术，它是以数字模型文件为基础，运用金属、塑料、水泥等各种打印材料，通过逐层打印的方式来构建物体的技术，被誉为“第三次工业革命”的核心技术。3d打印生土基材料是3d打印技术的发展的重要的物质条件，3d打印生土基材料的发展决定了3d打印的应用前景。
20.生土基材料作为一种天然建筑材料，具有绿色环保、成本低廉、制备工艺简单、可循环利用、便于取材的优点，尤其适合于资源相对短缺，经济相对落后的地区使用作为3d打印材料。
21.然而，目前应用于3d打印的生土材料的固化速度慢且强度欠佳。
22.为解决上述问题，本发明提出一种3d打印生土基材料，包括：基料43％-47％、胶凝材料16％-18％、增稠剂2.7％-5.1％、减水剂0.8-1.5％、早强剂5％-7.25％、骨料1.25％-1.75％、固化剂0.2-1.0％、余量为水。其中，胶凝材料和减水剂改善了基料的和易性、增强了3d打印生土基材料的耐久性并改善后期强度；加入了增稠剂，进而增加了基料的黏稠性、粘结力和保水性；加入了早强剂，生成了纤维状或者棱柱状的水化物从而改善3d打印生土基材料的早期强度；加入了骨料，进一步强化了3d打印生土基材料的成型强度；加入了固化剂，提升了3d打印生土基材料的强度、密实度、回弹模量、弯沉值、cbr、剪切强度等性能。在一实施例中，3d打印生土基材料包括：基料44.5％、胶凝材料17％、增稠剂3.52％、减水剂0.96％、早强剂5.4％、骨料1.5％、固化剂0.96％、余量为水。在此组分配比下的3d打印生土基材料具有较高早期强度与晚期强度，较短的凝结时间和良好粘结性能，可塑性强，适用于3d打印技术的生土基材料。
23.进一步地，所述基料包括黄黏土、淤泥土和沙子；所述胶凝材料包括硅酸盐水泥、
粉煤灰和熟石灰；所述增稠剂包括玉米淀粉和羟丙基甲基纤维素；所述减水剂包括聚羧酸系减水剂；所述早强剂包括硅酸钠粉末、水溶性磷酸硅；所述骨料包括稻草纤维和稻草壳；所述固化剂包括土壤固化剂。
24.其中黄黏土、淤泥土和沙子作为材料改性的基础操作对象，成为基料，淤泥土为市售天然荷塘土，沙子为粒径规格为0.25-2mm的普通河砂。
25.为了保障整体3d打印材料的强度优异，普通硅酸盐水泥强度标号不低于p.o 42.5级。
26.减水剂中的聚羧酸系减水剂，这类减水剂产生的聚羧酸分子会通过吸附在水泥颗粒表面的方式使水泥颗粒表面带有负电荷从而形成静电排斥作用,促进水泥颗粒相互分散破坏絮凝结构,释放出被包裹的水分子使其参与流动，从而有效改善生土基浆体的和易性。优选地，聚羧酸系减水剂为酯类聚羧酸系减水剂。
27.增稠剂中的羟丙基甲基纤维素为20万(mpa
·
s)粘度规格，玉米淀粉成浆后可以有效改善生土材料的粘结力和耐久性。
28.通过在生土基浆体中加入硅酸钠粉末和水溶性磷酸硅，可以生成纤维状或者棱柱状的水化物，通过相互搭接形成网络并包裹土颗粒形成较大颗粒起到加固作用。在一实施例中，硅酸钠粉末为河南汇丰新材料有限公司生产的粉状速溶硅酸钠，模数为2.85。
29.骨料中的稻草纤维和稻草壳来源广泛、环境友好，对胶凝材料硅酸盐水泥、粉煤灰和熟石灰起到一定增强韧性的效果。
30.土壤固化剂使得基料中的土壤胶团表面电流降能，将土壤中大量的自由水以结晶水的形式固定下来，土壤固化剂与土壤混合后通过一系列物理化学反应来改变土壤的工程性质，颗粒趋于凝聚，电解质浓度增强，体积膨胀而进一步填充土壤孔隙，提高其强度、密实度、回弹模量、弯沉值、cbr、剪切强度等性能。
31.进一步地，以质量百分比计，所述基料包括：黄黏土18％-20％、淤泥土12.5％-13.5％和沙子12.5-13.5％。在一实施例中，黄黏土为19.231％，淤泥土为12.821％，沙子为12.821％。根据以上比例设置基料，能够使得3d打印生土基材料的粘合度更适中，并兼顾优越的保水性和透气性。
32.进一步地，以质量百分比计，所述胶凝材料包括：硅酸盐水泥12.50％-13.50％、粉煤灰2.25％-2.75％和熟石灰1.25％-1.75％。粉煤灰水化热低，作为胶凝材料组分具有火山灰效应、二次反应效应、填充效应等三大效应，将粉煤灰掺加到胶凝材料中，可以增大胶凝材料的流动性，改善泌水离析，使胶凝材料后期强度增加，耐久性能提高，但胶凝材料中掺加粉煤灰后，强度增长缓慢，早期强度偏低，因此与早强剂混合使得早期强度得到弥补。在一实施例中，硅酸盐水泥为12.821％、粉煤灰2.564％和熟石灰1.603％。
33.进一步地，以质量百分比计，所述增稠剂包括：玉米淀粉2.50％-4.50％和羟丙基甲基纤维素0.20％-0.60％。玉米淀粉与羟丙基甲基纤维素配合使用达到增稠效果，使得3d打印生土基材料具有更好的抗裂性、和易性，并且玉米淀粉的加入能明显减少羟丙基甲基纤维素的添加量，有效降低了成本。在一实施例中，玉米淀粉为3.205％，羟丙基甲基纤维素为0.321％。
34.进一步地，以质量百分比计，所述减水剂包括聚羧酸系减水剂0.80％-1.50％。在本技术的3d打印生土基材料体系中，如果减水剂添加量不足，则达不到减少单位用水量、改
善胶凝材料的流动性的效果；如果减水剂添加过量，会导致胶凝材料坍落度过大，容易导致3d打印生土基材料离析、泌水和板结。在一实施例中，聚羧酸系减水剂为0.962％。
35.进一步地，以质量百分比计，所述骨料包括稻草纤维0.75％-1.25％和稻草壳0.50％-0.75％，所述稻草纤维的长度为0.5-1cm。加入上述比例的稻草纤维和稻草壳后，增强了3d打印生土基材料的韧性，对3d打印生土基材料抗拉、抗裂等性能有一定提升，但是当稻草纤维掺杂量过大时，纤维容易成团、成结，造成胶凝材料内部受力不均，适得其反。在一实施例中，稻草纤维优选为0.962％，稻草壳优选为0.641％。
36.进一步地，以质量百分比计，所述固化剂包括土壤固化剂0.20％-1.00％。在一实施例中，采用山东汉为环保科技有限公司出品的sv-psg型土壤固化剂，也可以采用别的复合离子型突然固化剂。在此范围内的土壤固化剂能提高3d打印材料的抗压强度、稳定性和耐久性。在一实施例中土壤固化剂为0.962％。
37.为解决上述问题，本发明还提出一种3d打印生土基材料的制备方法，包括以下步骤：将硅酸钠粉末与水混合后搅拌，由于固体硅酸钠难溶于水，配制时间可以根据用料量调整，确保硅酸钠粉末在水中完全溶解，得到早强剂溶液；将黄粘土、淤泥土、沙子、稻草纤维和稻草壳混合，得到基料骨料混合物；将硅酸盐水泥、粉煤灰、熟石灰、玉米淀粉、羟丙基甲基纤维素、聚羧酸系减水剂、水溶性磷酸硅粉末混合，得到改性材料混合物；将所述早强剂溶液加入至所述改性材料混合物中进行第一次搅拌，再加入所述基料骨料混合物进行第二次搅拌，搅拌均匀后得到3d打印生土基材料，通过早强剂与改性材料混合能够先使得固态的改性材料混合物在早强剂溶液中分散均匀，缩减搅拌所需时间；其中，所述早强剂溶液加入至所述改性材料混合物中的加入方式为分次加入，由此减小混合阻力，并避免搅拌时材料飞溅而出。在一实施例中，第一次搅拌包括：先低速搅拌2.5min，再高速搅拌5min，最后低速搅拌2.5min；第二次搅拌包括：先低速搅拌5min，再高速搅拌10min，最后低速搅拌5min，第一次搅拌与第二次搅拌的总时长为30min。保证各组分混合均匀，且避免搅拌时材料飞溅而出。
38.进一步地，所述第一次搅拌和所述第二次搅拌的温度不低于25℃。低温条件会降低水泥的水化速率，从而影响混凝土的强度发展，因而需要保证搅拌温度不低于25℃。
39.实施例1：
40.步骤一：在25℃的室温下，将19.23％黄粘土、12.82％淤泥土、12.82％沙子、12.82％ p.o 42.5级普通硅酸盐水泥、0.96％稻草纤维、0.64％稻草壳混合均匀，得到基料骨料混合物，备用；
41.步骤二：将2.56％粉煤灰、1.60％熟石灰、3.21％玉米淀粉、0.32％羟丙基甲基纤维素、0.96％聚羧酸系减水剂、1.28％水溶性磷酸硅粉末、0.96％山东汉为土壤固化剂sv-psg型混合均匀，得到改性材料混合物，备用；
42.步骤三：将4.17％硅酸钠粉末和25.64％水搅拌均匀，得到早强剂溶液，备用；
43.步骤四：先将早强剂溶液与改性材料混合物第一次搅拌，先低速搅拌2.5min，再高速搅拌5min，最后低速搅拌2.5min，随后将基料骨料混合物加入，进行第二次搅拌，先低速搅拌5min，再高速搅拌10min，最后低速搅拌5min，搅拌均匀后得到3d打印生土基材料。其中，早强剂溶液在搅拌过程分次加入。
44.实施例2
45.步骤一：在25℃的室温下，将19.34％黄粘土、12.89％淤泥土、12.89％沙子、12.89％ p.o 42.5级普通硅酸盐水泥、0.97％稻草纤维、0.64％稻草壳混合均匀，得到基料骨料混合物，备用；
46.步骤二：将2.58％粉煤灰、1.61％熟石灰、3.22％玉米淀粉、0.32％羟丙基甲基纤维素、0.97％聚羧酸系减水剂、1.29％水溶性磷酸硅粉末、0.42％山东汉为土壤固化剂sv-psg型混合均匀，得到改性材料混合物，备用；
47.步骤三：将4.19％硅酸钠粉末和25.78％水搅拌均匀，得到早强剂溶液，备用；
48.步骤四：先将早强剂溶液与改性材料混合物第一次搅拌，先低速搅拌2.5min，再高速搅拌5min，最后低速搅拌2.5min，随后将基料骨料混合物加入，进行第二次搅拌，先低速搅拌5min，再高速搅拌10min，最后低速搅拌5min，搅拌均匀后得到3d打印生土基材料。其中，早强剂溶液在搅拌过程分次加入。
49.实施例3
50.步骤一：在25℃的室温下，将19.58％黄粘土、13.05％淤泥土、13.05％沙子、13.05％ p.o 42.5级普通硅酸盐水泥、0.98％稻草纤维、0.65％稻草壳混合均匀，得到基料骨料混合物，备用；
51.步骤二：将2.61％粉煤灰、1.63％熟石灰、1.63％玉米淀粉、0.16％羟丙基甲基纤维素、0.98％聚羧酸系减水剂、1.31％水溶性磷酸硅粉末、0.98％山东汉为土壤固化剂sv-psg型混合均匀，得到改性材料混合物，备用；
52.步骤三：将4.24％硅酸钠粉末和26.10％水搅拌均匀，得到早强剂溶液，备用；
53.步骤四：先将早强剂溶液与改性材料混合物第一次搅拌，先低速搅拌2.5min，再高速搅拌5min，最后低速搅拌2.5min，随后将基料骨料混合物加入，进行第二次搅拌，先低速搅拌5min，再高速搅拌10min，最后低速搅拌5min，搅拌均匀后得到3d打印生土基材料。其中，早强剂溶液在搅拌过程分次加入。
54.实施例4
55.步骤一：在25℃的室温下，将19.58％黄粘土、12.89％淤泥土、12.89％沙子、12.89％ p.o 42.5级普通硅酸盐水泥、0.97％稻草纤维、0.64％稻草壳混合均匀，得到基料骨料混合物，备用；
56.步骤二：将2.58％粉煤灰、1.61％熟石灰、3.22％玉米淀粉、0.32％羟丙基甲基纤维素、0.42％聚羧酸系减水剂、1.29％水溶性磷酸硅粉末、0.97％山东汉为土壤固化剂sv-psg型混合均匀，得到改性材料混合物，备用；
57.步骤三：将4.19％硅酸钠粉末和25.78％水搅拌均匀，得早强剂溶液，备用；
58.步骤四：先将早强剂溶液与改性材料混合物第一次搅拌，先低速搅拌2.5min，再高速搅拌5min，最后低速搅拌2.5min，随后将基料骨料混合物加入，进行第二次搅拌，先低速搅拌5min，再高速搅拌10min，最后低速搅拌5min，搅拌均匀后得到3d打印生土基材料。其中，早强剂溶液在搅拌过程分次加入。
59.实施例5
60.步骤一：在25℃的室温下，将26.55％黄粘土、17.70％淤泥土、17.70％沙子、8.85％ p.o 42.5级普通硅酸盐水泥、0.66％稻草纤维、0.44％稻草壳混合均匀，得到基料骨料混合物，备用；
61.步骤二：将1.77％粉煤灰、1.11％熟石灰、2.21％玉米淀粉、0.22％羟丙基甲基纤维素、0.66％聚羧酸系减水剂、0.88％水溶性磷酸硅粉末、0.66％山东汉为土壤固化剂sv-psg型混合均匀，得到改性材料混合物，备用；
62.步骤三：将2.88％硅酸钠粉末和17.70％水搅拌均匀，得到早强剂溶液，备用；
63.步骤四：先将早强剂溶液与改性材料混合物第一次搅拌，先低速搅拌2.5min，再高速搅拌5min，最后低速搅拌2.5min，随后将基料骨料混合物加入，进行第二次搅拌，先低速搅拌5min，再高速搅拌10min，最后低速搅拌5min，搅拌均匀后得到3d打印生土基材料。其中，早强剂溶液在搅拌过程分次加入。
64.实施例6
65.步骤一：在25℃的室温下，将19.77％黄粘土、13.18％淤泥土、13.18％沙子、13.18％p
·
o42.5级普通硅酸盐水泥、0.99％稻草纤维、0.66％稻草壳混合均匀，得到基料骨料混合物，备用；
66.步骤二：将2.64％粉煤灰、1.65％熟石灰、3.29％玉米淀粉、0.33％羟丙基甲基纤维素、0.99％聚羧酸系减水剂、0.66％水溶性磷酸硅粉末、0.99％山东汉为土壤固化剂sv-psg型混合均匀，得到改性材料混合物，备用；
67.步骤三：将2.14％硅酸钠粉末和26.36％水搅拌均匀，得到早强剂溶液，备用；
68.步骤四：先将早强剂溶液与改性材料混合物第一次搅拌，先低速搅拌2.5min，再高速搅拌5min，最后低速搅拌2.5min，随后将基料骨料混合物加入，进行第二次搅拌，先低速搅拌5min，再高速搅拌10min，最后低速搅拌5min，搅拌均匀后得到3d打印生土基材料。其中，早强剂溶液在搅拌过程分次加入。
69.在上述实施例1-6中所涉及的原料，其中的粉料均需进行干燥处理，并将所有粉料的含水率控制在0.3wt％之内。
70.对比例1
71.具体制备方法同实施例1，不同之处在于不含具有增稠剂效果的玉米淀粉和羟丙基甲基纤维素。
72.对比例2
73.具体制备方法同实施例1，不同之处在于不含具有早强剂效果的硅酸钠粉末和水溶性磷酸硅粉末。
74.对比例3
75.具体制备方法同实施例1，不同之处在于不含山东汉为土壤固化剂sv-psg型。
76.进一步地，对实施例1-4和对比例1-3进行混凝土强度性能测试，具体测试试件制备：试件的尺寸为100*100*100mm，具体制作方法参考gb/t17671
─
1999《水泥胶砂强度检验方法(iso法)》，试件在温度为25
±
2℃，相对湿度95％条件下养护到试验龄期。
77.凝结时间：参考gb/t50080-2002《普通混凝土拌合物性能试验方法标准》。
78.流动度：参考gb/t5044-2008《水泥基灌浆材料应用技术规范》附录a.0.2规定的实验方法进行测量。
79.抗折强度和抗压强度：参考gb/t17671
─
1999《水泥胶砂强度检验方法(iso法)》中的规定。
80.将凝结时间、流动度、抗压强度的测试结果汇总成为表1。
81.表1. 3d打印生土基材料的性能测试结果
[0082][0083][0084]
由表1可知，实施例1为最优实施例，改性的3d打印生土基材料凝结时间最短，且与实施例4的抗压抗折强度差距小。
[0085]
对实施例1、实施例2和对比例1的数据进行比较，玉米淀粉、羟丙基甲基纤维素的同时添加在生土材料中起到了协同作用，使得凝固时间短，抗压强度有所提升，这可能是因为玉米淀粉、羟丙基甲基纤维素能均匀且有效地分散在生土基浆体和硅酸盐浆体之中，并将固态颗粒包络形成一层湿润膜，其中甲氧基和羟丙氧基中的水分在相当长的时间逐步释放，与无机胶凝材料发生水合反应，从而提高材料地粘接强度和抗压强度。
[0086]
将实施例1和对比例2、对比例3的数据进行比较，实施例1的初凝时间和终凝时间明显缩短，表明本发明的3d打印生土基材料中添加的水溶性磷酸硅粉末、硅酸钠粉末、山东汉为土壤固化剂sv-psg型可明显改善生土材料的凝结特性和抗压强度，大幅度缩短3d打印用改性生土基材料的凝结时间，满足3d打印对于快速凝固的要求。
[0087]
本发明的生土基打印材料通过黄黏土、淤泥土、沙子、硅酸盐水泥、粉煤灰、熟石灰、羟丙基甲基纤维素、玉米淀粉、聚羧酸系减水剂、硅酸钠粉末、水溶性磷酸硅、稻草纤维、稻草壳、土壤固化剂和水的合理配比，改善了生土基打印材料的固化速度以及成型强度，并且原料成本较低，制备工艺简单，具有工业推广价值。
[0088]
以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包括在本发明的专利保护范围。

技术特征：
1.一种3d打印生土基材料，其特征在于，以质量百分比计，包括：基料43％-47％、胶凝材料16％-18％、增稠剂2.7％-5.1％、减水剂0.8％-1.5％、早强剂5％-7.25％、骨料1.25％-1.75％、固化剂0.2％-1.0％、余量为水。2.如权利要求1所述的3d打印生土基材料，其特征在于，所述基料包括黄黏土、淤泥土和沙子；所述胶凝材料包括硅酸盐水泥、粉煤灰和熟石灰；所述增稠剂包括玉米淀粉和羟丙基甲基纤维素；所述减水剂包括聚羧酸系减水剂；所述早强剂包括硅酸钠粉末、水溶性磷酸硅；所述骨料包括稻草纤维和稻草壳；所述固化剂包括土壤固化剂。3.如权利要求1所述的3d打印生土基材料，其特征在于，以质量百分比计，所述基料包括：黄黏土18％-20％、淤泥土12.5％-13.5％和沙子12.5％-13.5％。4.如权利要求1所述的3d打印生土基材料，其特征在于，以质量百分比计，所述胶凝材料包括：硅酸盐水泥12.50％-13.50％、粉煤灰2.25％-2.75％和熟石灰1.25％-1.75％。5.如权利要求1所述的3d打印生土基材料，其特征在于，以质量百分比计，所述增稠剂包括：玉米淀粉2.50％-4.50％和羟丙基甲基纤维素0.20％-0.60％。6.如权利要求1所述的3d打印生土基材料，其特征在于，以质量百分比计，所述减水剂包括聚羧酸系减水剂0.80％-1.50％。7.如权利要求1所述的3d打印生土基材料，其特征在于，以质量百分比计，所述骨料包括稻草纤维0.75％-1.25％和稻草壳0.50％-0.75％，所述稻草纤维的长度为0.5cm-1cm。8.如权利要求1所述的3d打印生土基材料，其特征在于，以质量百分比计，所述固化剂包括土壤固化剂0.20％-1.00％。9.一种如权利要求1～8所述的3d打印生土基材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将硅酸钠粉末与水混合后搅拌，得到早强剂溶液；将黄粘土、淤泥土、沙子、稻草纤维和稻草壳混合，得到基料骨料混合物；将硅酸盐水泥、粉煤灰、熟石灰、玉米淀粉、羟丙基甲基纤维素、聚羧酸系减水剂、水溶性磷酸硅粉末混合，得到改性材料混合物；将所述早强剂溶液加入至所述改性材料混合物中进行第一次搅拌，再加入所述基料骨料混合物进行第二次搅拌，搅拌均匀后得到3d打印生土基材料；其中，所述早强剂溶液加入至所述改性材料混合物中的加入方式为分次加入。10.如权利要求9所述的3d打印生土基材料的制备方法，其特征在于，所述第一次搅拌和所述第二次搅拌的温度不低于25℃。

技术总结
本发明公开了一种3D打印生土基材料及其制备方法，属于3D打印领域。所述3D打印生土基材料，以质量百分比计，包括：基料43％-47％、胶凝材料16％-18％、增稠剂2.7％-5.1％、减水剂0.8-1.5％、早强剂5％-7.25％、骨料1.25％-1.75％、固化剂0.2-1.0％、余量为水。本发明提供的3D打印生土基材料固化速度快且强度优异。供的3D打印生土基材料固化速度快且强度优异。


技术研发人员：袁烽 宫垒 张立名 宋雅楠
受保护的技术使用者：上海一造科技有限公司
技术研发日：2023.05.04
技术公布日：2023/8/14