【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及一種原位接枝聚合實(shí)現(xiàn)水下3d打印水泥基材料及制備方法,屬于建筑材料領(lǐng)域。
技術(shù)介紹
1、隨著人類活動(dòng)空間的不斷擴(kuò)展，人類的探索領(lǐng)域上至太空，下至深海，此外，隨著人類活動(dòng)的加劇全球變暖，兩極冰川融化，海平面上升，不少陸地變?yōu)楹Ｑ螅虼嗽诤Ｑ笾袑?shí)現(xiàn)建筑開(kāi)發(fā)技術(shù)的研究迫在眉睫。國(guó)家也因此提出海洋強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略，加大對(duì)海洋資源的開(kāi)發(fā)，包括各種海底隧道，海上鉆井平臺(tái)和人工海島，海洋防御工事等。常用的建筑材料是水泥混凝土材料，但是水泥混凝土材料是一種通過(guò)水泥緩慢水化而硬化的材料，凝結(jié)速度慢，硬化前漿體幾乎沒(méi)有強(qiáng)度，難以支撐起結(jié)構(gòu)。同時(shí)在水下建筑時(shí)由于水的沖刷作用，漿體會(huì)不停的流失，最終難以形成強(qiáng)度。傳統(tǒng)水下施工方式通常通過(guò)建筑圍堰后進(jìn)行排水，從而形成無(wú)水或少水的施工環(huán)境，然后按照陸地施工方法，進(jìn)行施工。另一種是使用具有良好密封性的施工機(jī)具，把混凝土與水隔離，將水泥混凝土通過(guò)管道輸送到水下指定部位進(jìn)行澆筑。但是這兩種施工方式目前來(lái)說(shuō)，都施工周期長(zhǎng)，難度大，工序繁瑣，造價(jià)高且存在水下搭建建筑模板的難題。而且一部分工作需要配合水下的專業(yè)潛水員來(lái)完成，因此對(duì)于人身安全也存在很大的挑戰(zhàn)。目前，在陸地上建筑中，3d打印建造正在快速發(fā)展，且具有免模板，快速建造，節(jié)約成本和時(shí)間，減少勞動(dòng)力打印復(fù)雜建筑的巨大優(yōu)勢(shì)，未來(lái)將適用于許多極端環(huán)境的建造。因此結(jié)合3d打印建造技術(shù)，并結(jié)合專用的水下建筑材料，或許能夠克服目前水下建筑施工存在的難題，以此拓展水下建筑的應(yīng)用范圍。
2、目前對(duì)于水下3d打印建筑技術(shù)還在探索階段，國(guó)內(nèi)外目前研究較少，專利cn
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、技術(shù)問(wèn)題：本專利技術(shù)是為了滿足未來(lái)水下建筑的需求和現(xiàn)有材料的不足而提出一種具有良好的工作性、水下建造性、水下抗分散性、水下穩(wěn)定性和耐久性的水下快速建造高性能的原位接枝聚合實(shí)現(xiàn)水下3d打印水泥基材料及其制備方法。
2、技術(shù)方案：一種原位接枝聚合實(shí)現(xiàn)水下3d打印水泥基材料，按質(zhì)量比計(jì)，組成為水泥：水：輔助膠凝材料：砂石骨料：減水單體：引發(fā)劑：交聯(lián)劑：促進(jìn)劑：接枝抗分散組分＝90-100：30-50：0-10：50-200：3-10：0.1-0.5：0-0.5：0-0.01：0.1-0.6；所述的接枝抗分散組分為多糖類水下抗分散劑，所述的引發(fā)劑為過(guò)硫酸鹽類引發(fā)劑。
3、所述的減水單體為丙烯酰胺、丙烯酸或丙烯酸鹽類水溶性可聚合物單體。
4、所述的引發(fā)劑為過(guò)硫酸銨、過(guò)硫酸鉀。
5、所述的交聯(lián)劑為亞甲基雙丙烯酰胺，促進(jìn)劑為四甲基乙二胺。
6、所述的接枝抗分散組分為纖維素醚、定優(yōu)膠、黃原膠中的任一種。
7、所述的輔助膠凝材料為硅灰、粉煤灰、礦粉中的任一種。
8、所述的原位接枝聚合實(shí)現(xiàn)水下3d打印水泥基材料的制備方法，所述的制備過(guò)程為先將除減水單體、交聯(lián)劑、促進(jìn)劑和引發(fā)劑的其他原料混合均勻，再將減水單體、交聯(lián)劑和促進(jìn)劑溶解在一半的水中，將引發(fā)劑溶解在另一半水中，將兩份溶液混合后倒入混勻的其他原料中攪拌均勻后即可進(jìn)行打印建造。
9、有益效果：
10、1.單體組分聚合前顯示出良好的減水效果，初始流動(dòng)性好，不存在抗分散劑和減水劑的相容性問(wèn)題。
11、2.接枝抗分散組分具備良好的水下抗分散性能和使得打印層堆積不垮塌的性能。
12、3.發(fā)生接枝聚合后使得漿體快速凝結(jié)實(shí)現(xiàn)水下穩(wěn)定性，且凝結(jié)時(shí)間可調(diào)控。
13、4.后期隨著水泥水化，形成有機(jī)-無(wú)機(jī)復(fù)合三維網(wǎng)絡(luò)，結(jié)構(gòu)抗折強(qiáng)度高，具有優(yōu)異的韌性。
本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.一種原位接枝聚合實(shí)現(xiàn)水下3D打印水泥基材料，其特征在于，按質(zhì)量比計(jì)，組成為水泥：水：輔助膠凝材料：砂石骨料：減水單體：引發(fā)劑：交聯(lián)劑：促進(jìn)劑：接枝抗分散組分＝90-100：30-50：0-10：50-200：3-10：0.1-0.5：0-0.5：0-0.01：0.1-0.6；所述的接枝抗分散組分為多糖類水下抗分散劑，所述的引發(fā)劑為過(guò)硫酸鹽類引發(fā)劑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的原位接枝聚合實(shí)現(xiàn)水下3D打印水泥基材料，其特征在于，所述的減水單體為丙烯酰胺、丙烯酸或丙烯酸鹽類水溶性可聚合物單體。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的原位接枝聚合實(shí)現(xiàn)水下3D打印水泥基材料，其特征在于，所述的引發(fā)劑為過(guò)硫酸銨、過(guò)硫酸鉀。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的原位接枝聚合實(shí)現(xiàn)水下3D打印水泥基材料，其特征在于，所述的交聯(lián)劑為亞甲基雙丙烯酰胺，促進(jìn)劑為四甲基乙二胺。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的原位接枝聚合實(shí)現(xiàn)水下3D打印水泥基材料，其特征在于，所述的接枝抗分散組分為纖維素醚、定優(yōu)膠、黃原膠中的任一種。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的原位接枝聚合實(shí)現(xiàn)水下3D打印水泥
7.根據(jù)權(quán)利要求1～6任一所述的原位接枝聚合實(shí)現(xiàn)水下3D打印水泥基材料的制備方法，其特征在于，所述的制備過(guò)程為先將除減水單體、交聯(lián)劑、促進(jìn)劑和引發(fā)劑的其他原料混合均勻，再將減水單體、交聯(lián)劑和促進(jìn)劑溶解在一半的水中，將引發(fā)劑溶解在另一半水中，將兩份溶液混合后倒入混勻的其他原料中攪拌均勻后即可進(jìn)行打印建造。
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種原位接枝聚合實(shí)現(xiàn)水下3d打印水泥基材料，其特征在于，按質(zhì)量比計(jì)，組成為水泥：水：輔助膠凝材料：砂石骨料：減水單體：引發(fā)劑：交聯(lián)劑：促進(jìn)劑：接枝抗分散組分＝90-100：30-50：0-10：50-200：3-10：0.1-0.5：0-0.5：0-0.01：0.1-0.6；所述的接枝抗分散組分為多糖類水下抗分散劑，所述的引發(fā)劑為過(guò)硫酸鹽類引發(fā)劑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的原位接枝聚合實(shí)現(xiàn)水下3d打印水泥基材料，其特征在于，所述的減水單體為丙烯酰胺、丙烯酸或丙烯酸鹽類水溶性可聚合物單體。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的原位接枝聚合實(shí)現(xiàn)水下3d打印水泥基材料，其特征在于，所述的引發(fā)劑為過(guò)硫酸銨、過(guò)硫酸鉀。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的原位接枝聚合實(shí)現(xiàn)水下3...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：馮攀，邵麗靜，劉琪，劉明星，陳晨，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：東南大學(xué)，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：
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