基于改性凹凸棒土的碱激发3D打印混凝土材料及其制备

基于改性凹凸棒土的碱激发3d打印混凝土材料及其制备
技术领域
1.本发明属于建筑材料技术领域，更具体地，涉及基于改性凹凸棒土的碱激发3d打印混凝土材料及其制备。

背景技术：

2.目前，3d打印混凝土因智能化、免模板、施工工期短、易打印异性结构构件、节省材料等优点，正逐渐受到人们的关注，增材制造技术为传统混凝土行业提供了一种全新的思路。
3.与传统铸模混凝土相比，3d打印混凝土对新拌混凝土砂浆的各方面性能都有着特定的要求。适用于3d打印的混凝土须具有良好的可挤出性、粘结性与可建造性。良好的可挤出性即混凝土在打印的过程中可以被均匀、顺畅地挤出；良好的粘结性即混凝土层与层之间的粘结能力较强，终凝后的试件整体性良好；良好的可建造性即混凝土试件被打印出来之后，试件的每一层在未终凝时就能够承受自身以及上部材料荷载，不发生扭曲、塌陷等变形。另外，3d打印混凝土材料需要有良好的拌和性能、合适的凝结时间、良好的可泵性、工作性等。
4.凹凸棒土虽然具有较好的触变性、能够提高3d打印混凝土的可打印性，但是将凹凸棒土直接加入混凝土会使得其分散性不足，从而导致凝结性差，可打印性不佳，从而需要添加较高掺量的凹凸棒土；但是由于凹凸棒土吸水性强，高掺量的凹凸棒土需要通过加入更多的水来保证3d打印混凝土的可挤出性，这样使得混凝土的水灰比更高，故高掺量的凹凸棒土会使得3d打印混凝土的抗压强度下降，这无疑对基于凹凸棒土的3d打印混凝土的推广和发展起着制约作用。

技术实现要素：

5.针对现有技术的缺陷，本发明提供了一种基于改性凹凸棒土的碱激发3d打印混凝土材料及其制备方法，采用羧甲基纤维素钠对凹凸棒土进行改性，利用碱激发剂的催化原理制得基于改性凹凸棒土的3d打印混凝土材料，解决了现有技术3d打印混凝土材料中含有高掺量凹凸棒土带来的可打印性不佳、抗压强度下降等技术问题。
6.为实现上述目的，本发明提供了一种基于改性凹凸棒土的碱激发3d打印混凝土材料，包括：胶凝材料、减水剂、填充材料和羧甲基纤维素钠改性的凹凸棒土悬浮液；其中，
7.按照重量份计，所述胶凝材料包括碱激发剂30-180份、矿渣2800-3200份和钢渣800-1200份；所述减水剂的用量为30-40份；所述填充材料包括砂2800-3200份；所述羧甲基纤维素钠改性的凹凸棒土悬浮液中，羧甲基纤维素钠的质量分数为0.2-1.0％；所述凹凸棒土的质量分数为1-10％；所述悬浮液中含有水1000-1500份。
8.优选地，所述碱激发剂为苛性碱、含碱性元素的硅酸盐、铝酸盐、磷酸盐、硫酸盐和碳酸盐中的一种或多种。
9.优选地，所述减水剂为木质素磺酸盐类减水剂、萘系高效减水剂、三聚氰胺系高效
减水剂、氨基磺酸盐系高效减水剂、脂肪酸系高效减水剂类和聚羧酸减水剂中的一种或多种；进一步优选为聚羧酸粉末减水剂，其减水效率为15～20％。
10.优选地，以质量分数计，所述钢渣的化学成分包括：cao：40-60％、fe2o3：20-25％、mgo：3-10％、al2o3：3-8％；所述矿渣为高炉矿渣粉，以质量分数计，所述高炉矿渣的化学成分包括：cao：35～50％、sio2：30～40％、fe2o3：10～18％、mgo：3～10％、al2o3：3～10％。
11.优选地，所述填充材料为砂，其粒径小于或等于2mm。
12.优选地，其特征在于，所述羧甲基纤维素的粘度为10-30万；所述凹凸棒土的目数为100-800目。
13.优选地，所述胶凝材料中还包括增强材料，所述增强材料中包括钢纤维180-220份。
14.按照本发明的另一个方面，提供了一种所述的3d打印混凝土材料的制备方法，包括如下步骤：
15.(1)将凹凸棒土粉体分散于水中，得到凹凸棒土悬浮液；
16.(2)采用羧甲基纤维素钠对步骤(1)所述凹凸棒土悬浮液进行改性，得到羧甲基纤维素钠改性的凹凸棒土悬浮液；
17.(3)将所述羧甲基纤维素钠改性的凹凸棒土悬浮液与碱激发剂混合，调整ph为弱碱性，得到高分散的改性凹凸棒土悬浮液；
18.(4)将步骤(3)得到的改性凹凸棒土悬浮液与所述胶凝材料、减水剂和填充材料按照0.2-0.5的水胶比拌合后，利用碱激发剂的催化原理得到基于改性凹凸棒土的碱激发3d打印混凝土材料。
19.优选地，步骤(3)所述ph为7.5-8.9。
20.按照本发明的另一个方面，提供了一种基于所述的混凝土材料的3d打印混凝土，由所述的混凝土材料通过3d打印得到所述混凝土。
21.总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，具有以下有益效果：
22.(1)本发明提供的基于改性凹凸棒土的碱激发3d打印混凝土材料，包括：胶凝材料、减水剂、填充材料和羧甲基纤维素钠改性的凹凸棒土悬浮液。羧甲基纤维素钠一方面作为增稠剂提升该3d打印混凝土材料的凝结性，另一方面作为凹凸棒土的改性剂，改善凹凸棒土在该混凝土材料中的分散性，提高3d打印混凝土材料的可打印性。
23.(2)本发明以凹凸棒土为载体，羧甲基纤维素钠为改性剂构建了羧甲基纤维素钠改性的凹凸棒土(cmc-atp)复合材料悬浮液，该复合材料比表面积增大，能提供更多吸附位点；然后加入碱激发剂，将溶液ph调整为弱碱性，得到高分散的改性的凹凸棒土悬浮液，然后加入矿渣、钢渣等，利用碱激发剂的催化原理制得改性凹凸棒土的碱激发3d打印混凝土材料，3d打印即可得到混凝土构件。本发明3d打印混凝土具有较好的早期力学性能、流变性能、触变性能。本发明降低了原材料的成本，同时此改性凹凸棒土具备高的比表面积，能大幅度提高混凝土的可打印性能。
24.(3)本发明通过采用羧甲基纤维素钠对凹凸棒土进行改性获得3d打印混凝土材料，提高凹凸棒土的分散性，减少凹凸棒土的用量，使3d打印混凝土具有更好的层间粘结力、可挤出性、可建造性。本发明提供了一种具有良好可泵性、挤出性和成形性的3d打印混
凝土材料，通过加入高分散性的改性的凹凸棒土来改善新拌砂浆的和易性、触变性，能改善层间性能，从而提高3d打印混凝土构件的整体力学性能。
附图说明
25.图1为实施例1基于改性凹凸棒土的碱激发3d打印混凝土材料1-2的混凝土试块，内容(a)为侧视图，内容(b)为俯视图。
26.图2为实施例2钢纤维增强的改性凹凸棒土的碱激发3d打印混凝土材料sf-3的混凝土试块，内容(a)为侧视图，内容(b)为俯视图；
27.图3为本发明改性凹凸棒土的操作流程图。
具体实施方式
28.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
29.本发明提供的一种基于改性凹凸棒土的碱激发3d打印混凝土材料，包括：胶凝材料、减水剂、填充材料和羧甲基纤维素钠改性的凹凸棒土悬浮液；其中按照重量份计，所述胶凝材料包括碱激发剂30-180份(较佳为50-150份，更佳为100-150份)、矿渣2800-3200份和钢渣800-1200份；所述减水剂的用量为30-40份；所述填充材料包括砂，其为2800-3200份；所述羧甲基纤维素钠改性的凹凸棒土悬浮液中，羧甲基纤维素钠的质量分数为0.2-1.0％，较佳为0.2-0.8％；所述凹凸棒土的质量分数为1-10％。所述悬浮液中含有水1000-1500份。如无特殊说明，本发明所述“份”数均为重量份。
30.本发明所述碱激发剂用于将天然矿物或工业废渣利用碱激发剂的催化作用制得碱激发3d打印混凝土材料。一些实施例中，所述碱激发剂为苛性碱、含碱性元素的硅酸盐、铝酸盐、磷酸盐、硫酸盐、碳酸盐中的一种或多种。所述减水剂可以为木质素磺酸盐类减水剂类、萘系高效减水剂类、三聚氰胺系高效减水剂类、氨基磺酸盐系高效减水剂类、脂肪酸系高效减水剂类和聚羧酸减水剂中的一种或多种，较佳实施例中，所述减水剂为聚羧酸粉末，其减水效率15～20％。所述填充材料为砂，其粒径小于或等于2mm。
31.凹凸棒土用于混凝土材料能够提高混凝土的快凝性，但是凹凸棒土的不当加入会影响3d打印混凝土的强度。本发明羧甲基纤维素钠同时起到两个作用，一方面羧甲基纤维素钠具有增稠作用，可提高3d打印混凝土的可挤出性；另一方，羧甲基纤维素钠还用作凹凸棒土的改性剂，采用羧甲基纤维素钠对凹凸棒土进行改性，提高凹凸棒土在3d打印混凝土材料中的分散性，提升该3d打印混凝土的可打印性的同时，确保其打印强度。合适的羧甲基纤维素钠的粘度和凹凸棒土的粒度对该3d打印混凝土材料的性能提升效果更好。一些实施例中，所述羧甲基纤维素的粘度为10-30万；所述凹凸棒土的目数为100-800目。
32.本发明3d打印混凝土材料中不含有水泥，低碳环保；该胶凝材料中含有碱激发剂和废物回收再利用的钢渣和矿渣，一些实施例中还包括粉煤灰3000-4000份。另一些实施例中，还在混凝土材料中加入钢纤维180-220份，以得到纤维增强的3d打印混凝土材料。以质量分数计，本发明钢渣的化学成分包括：cao：40-60％、fe2o3：20-25％、mgo：3-10％、al2o3：3-8％；所述矿渣为s95级高炉矿渣粉或s105级高炉矿渣粉，以质量分数计，所述高炉矿渣化
学成分包括：cao：35～50％、sio2：30～40％、fe2o3：10～18％、mgo：3～10％、al2o3：3～10％。
33.本发明还提供了一种所述的3d打印混凝土材料的制备方法，如图3所示，包括如下步骤：
34.(1)将凹凸棒土粉体分散于水中，得到凹凸棒土悬浮液。
35.(2)采用羧甲基纤维素钠对步骤(1)所述凹凸棒土悬浮液进行改性，得到羧甲基纤维素钠改性的凹凸棒土悬浮液。
36.(3)将所述羧甲基纤维素钠改性的凹凸棒土悬浮液与碱激发剂混合，调整ph为弱碱性，得到高分散的改性凹凸棒土悬浮液；该悬浮液中羧甲基纤维素钠的质量分数为0.2-1.0％；较佳为0.2-0.8％；所述凹凸棒土的质量分数为1-10％。
37.(4)将步骤(3)得到的改性凹凸棒土悬浮液与所述胶凝材料、减水剂和填充材料按照0.2-0.5的水胶比拌合后，利用碱激发剂的催化原理得到改性凹凸棒土的碱激发3d打印混凝土材料。
38.一些实施例中，步骤(3)所述ph为7.5-8.9。
39.本发明提供了一种基于所述的混凝土材料的3d打印混凝土，由所述的混凝土材料通过3d打印得到所述混凝土。一些实施例中，3d打印参数包括：喷头直径10-40mm，水平打印速度10-50mm/s，挤料速度100-300rpm。
40.下面结合具体实施例，对本发明做进一步的详细说明，所用材料包括但不局限于此。
41.下述实施方案中，如无特殊说明，所述试剂和材料均为公知的，可通过商业途径获取。下列各实施例中，所采用的原材料如下所述：所采用的碱激发剂为氢氧化钠；细砂的粒径范围为0mm-2mm；高效减水剂为粉末状聚羧酸高效减水剂，减水效率15～20％；羧甲基纤维素钠粘度为20万粘度；水为工业用水。以质量分数计，以下实施例中钢渣的化学成分包括：cao：50％、fe2o3：25％、mgo：5％、al2o3：5％；所述矿渣为s95级高炉矿渣粉，以质量分数计，所述高炉矿渣化学成分包括：cao：40％、sio2：35％、fe2o3：16％、mgo：5％、al2o3：6％。
42.实施例1
43.本实施例的3d打印混凝土材料，其组分包括凹凸棒土、矿渣、钢渣、砂、减水剂、羧甲基纤维素钠(cmc-na)、氢氧化钠和水。共设计5组不同组分比例的3d打印混凝土材料，编号为1-1、1-2、1-3、1-4、1-5。每组基于改性凹凸棒土的碱激发3d打印混凝土材料的各组分质量如下表1所示，按各组分的质量给出。
44.本实施例对3d打印混凝土材料进行混凝土抗压试验，以测试其抗压强度。本实施例中，抗压试验方法依据《混凝土物理力学性能试验方法标准》(gb/t50081-2019)进行。
45.表1基于改性凹凸棒土的碱激发3d打印混凝土材料的配合比
46.试件编号矿渣(g)钢渣(g)凹凸棒土(g)砂(g)naoh(g)水(g)cmc-na(g)1-130001000100(300目)3000100137101-230001000100(300目)3000100137141-330001000100(300目)3000100137181-430001000100(300目)30001001371121-530001000100(800目)300010013714
47.本实施例中，基于改性凹凸棒土的碱激发3d打印混凝土的制备过程如下：
48.1)将凹凸棒土粉末采用研磨机高速研磨，起到物理分散作用，300目过筛，取筛下物，得到目数为300目凹凸棒土粉末；
49.2)称取100g的研磨好的凹凸棒土粉体放入烧杯中，加入蒸馏水871克，超声分散10min时间后形成凹凸棒石悬浮液；
50.3)称取一定质量羧甲基纤维素钠粉，加入去离子水500克，电动搅拌，当羧甲基纤维素钠在去离子水中分散较均匀时，将上述改性凹凸棒石悬浮液与之混合搅拌均匀；形成以凹凸棒土为载体，羧甲基纤维素钠为改性剂构建了羧甲基纤维素钠改性的凹凸棒土(cmc-atp)复合材料；
51.4)称取100克的碱激发剂naoh，加入(3)中的悬浮液，将溶液ph调整为8.0，得到高分散的改性的凹凸棒土悬浮液；
52.5)称取3000克矿渣、1000克钢渣、3000克砂，减水剂36克，并与上述得到的高分散改性凹凸棒土悬浮液按照水胶比0.22混合搅拌，利用碱激发剂的催化原理制得基于改性凹凸棒土的碱激发3d打印混凝土材料，采用胶砂流动度测定仪测试砂浆流动度，采用维卡仪测试砂浆的稠度。
53.步骤(3)羧甲基纤维素钠粉末分别为0克、4克、8克和12克时，得到表1中编号为1-1、1-2、1-3和1-4的样品。
54.其他步骤不变，将步骤(1)凹凸棒土粉末过800目筛，取筛下物，得到目数的800目的凹凸棒土粉末，得到表1中编号为1-5的样品。
55.将搅拌好的混凝土砂浆进行流动度、稠度试验，流动度按照gb/t2419—2005《水泥胶砂流动度测定方法》中的跳桌试验进行测定。稠度按《水泥标准稠度用水量、凝结时间、性检验方法》(gb/t 1346-2011)进行测定。可打印层数按照目测的方法进行记录，3d打印参数包括：喷头直径20mm，水平打印速度30mm/s，挤料速度200rpm，打印试件开始倒塌时的最高层数作为可打印层数，将打印好的试块在室温下养护28天，切割打磨后进行抗压测试试验，本实施例中，共有5组样品，每组6个试块。将打印好的试块在室温下养护28天，切割打磨后进行抗压测试试验和可打印性测试试验，本实施例中，共有5组样品，每组6个试块，根据《混凝土物理力学性能试验方法标准》(gb/t50081-2019)测得1-1、1-2、1-3、1-4、1-5的平均抗压强度，其试验结果见表2。图1内容(a)和内容(b)分别为基于本实施例试样1-2混凝土材料3d打印得到的混凝土试块的侧视图和俯视图。
56.表2表1中5组样品对应的混凝土材料的试验结果
57.试件编号流动度(mm)稠度(mm)可打印层数(层)28天抗压强度(mpa)1-115239.101314.281-214035.732117.231-313132.753521.351-412928.734125.671-513933.753118.53
58.从表2看出，采用羧甲基纤维素钠对凹凸棒土进行改性后打印得到的混凝土试样相较于不采用羧甲基纤维素钠改性的凹凸棒土混凝土材料，打印得到的混凝土试样其打印性更好，抗压强度更高，说明改性凹凸棒土表面的吸附位点使得其有着更好的分散性。即通过采用羧甲基纤维素钠对凹凸棒土进行改性，使3d打印层间具有更高的粘结力、可挤出性、
粘结性、可建造性。同时，将样品1-2和1-5相比，可以看出，当凹凸棒土的粒度越细时，其可打印性越好，所需要的凹凸棒土用量也越少。
59.实施例2
60.本实施例对钢纤维增强3d打印混凝土材料进行混凝土抗压试验，以测试其抗压强度。本实施例中，混凝土抗压试验方法依据《混凝土物理力学性能试验方法标准》(gb/t 50081-2019)进行。
61.本实施例采用的直线钢纤维，直径为0.2mm，长度为13mm，长径比为60，抗拉强度≥2000mpa。
62.本实施例的钢纤维增强3d打印混凝土材料，其组分包括矿渣、钢渣、凹凸棒土、砂、减水剂、羧甲基纤维素钠(cmc-na)和水。共设计4组不同组分比例的3d打印混凝土材料，编号为sf-0、sf-1、sf-3、sf-5。每组基于改性凹凸棒土的碱激发3d打印混凝土材料的各组分质量如下表3所示，按各组分的质量比的份数给出，每组有6个试样。图2内容(a)和内容(b)分别为本实施例混凝土材料sf-3经3d打印得到的混凝土试块的侧视图和俯视图。
63.表3基于改性凹凸棒土的碱激发3d打印混凝土材料的配合比
64.试件编号矿渣(g)钢渣(g)凹凸棒土(g)砂(g)水(g)cmc-na(g)naoh(g)sf-0300010005030001371430sf-1300010005030001371450sf-33000100050300013714100sf-53000100050300013714150
65.本实施例中，钢纤维增强3d打印混凝土材料的制备过程如下：
66.1)将凹凸棒土粉末采用研磨机高速研磨，起到物理分散作用，得到目数为300目的凹凸棒土粉末；
67.2)称取50克的研磨好的凹凸棒土粉体放入烧杯中，加入蒸馏水871克，超声分散10min后形成凹凸棒石悬浮液；
68.3)称取4克羧甲基纤维素钠粉，加入去离子水500克，电动搅拌，当羧甲基纤维素钠在去离子水中分散较均匀时，将上述改性凹凸棒石悬浮液与之混合搅拌均匀；形成以凹凸棒土为载体，羧甲基纤维素钠为改性剂构建了羧甲基纤维素钠改性的凹凸棒土(cmc-atp)复合材料；
69.4)称取一定质量的碱激发剂，加入(3)中的悬浮液，将溶液ph调整为8.0，得到高分散的改性的凹凸棒土悬浮液；
70.5)称取3000克矿渣、1000克钢渣、3000克砂、减水剂36克、钢纤维200克，并与上述得到的高分散改性凹凸棒土悬浮液混合搅拌，利用碱激发剂的催化原理制得改性凹凸棒土的碱激发3d打印混凝土材料，采用胶砂流动度测定仪测试砂浆流动度，采用维卡仪测试砂浆的稠度。
71.步骤(4)碱激发剂分别为0克、50克、100克和150克时，得到表3中编号为sf-0、sf-1、sf-3和sf-5的样品。
72.混凝土材料组成同实施例2中的样品sf-3，不同的是，其制备方法包括如下步骤：
73.1)称取碱激发剂氢氧化钠100g(与样品sf-3相同)，溶于1371克水中，将溶液ph调整为8.0；
74.2)称取50克凹凸棒土、4克羧甲基纤维素、3000克矿渣、1000克钢渣、3000砂，钢纤维200克，与步骤(1)的碱激发剂水溶液混合得到混凝土砂浆，利用碱激发剂的催化原理制得基于改性凹凸棒土的碱激发3d打印混凝土材料，通过3d打印得到混凝土试块sf-6。
75.将搅拌好的混凝土砂浆进行流动度、稠度试验，流动度按照gb/t2419—2005《水泥胶砂流动度测定方法》中的跳桌试验进行测定。稠度按《水泥标准稠度用水量、凝结时间、性检验方法》(gb/t 1346-2011)进行测定。可打印层数按照目测的方法进行记录，3d打印参数包括：喷头直径20mm，水平打印速度30mm/s，挤料速度200rpm，打印试件开始倒塌时的最高层数作为可打印层数，将打印好的试块在室温下养护28天，切割打磨后进行抗压测试试验，本实施例中，共有5组样品，每组6个试块。其试验结果见表4。
76.表4钢纤维增强3d打印混凝土材料的试验结果
77.试件编号流动度(mm)稠度(mm)可打印层数(层)28天抗压强度(mpa)sf-014037.011516.22sf-113135.052618.24sf-312823.094222.08sf-511925.055230.86sf-613026.803117.53
78.从表4不难看出，随着碱激发剂用量的增加，混凝土材料流动性逐渐降低，在保证可挤出性的情况下，混凝土材料可打印层数逐渐增加且打印得到的混凝土抗压强度也逐渐增加。本发明钢纤维增强3d打印混凝土材料具有较强的触变性、可挤出性、粘结性、可建造性、打印过程不开裂、初凝时间和终凝时间适宜等优点。
79.采用与实施例2相同的检测方法测试混凝土试块sf-6的可打印性，测试结果列在表4中。可以看出，与sf-3相比，如果直接将凹凸棒土、羧甲基纤维素钠混合于混凝土材料中，而不事先对凹凸棒土采用羧甲基纤维素钠进行改性后再混合，制备得到的混凝土试样sf-6的可打印性较sf-3差(可打印层数降低了近27％，抗压强度也有较大程度地降低)，可能的原因是凹凸棒土表面未充分形成吸附位点之前就黏附在矿渣、钢渣表面，导致凹凸棒土在混凝土中的分散性较差，从而不利于提高混凝土材料的可打印性。
80.本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：

1.一种基于改性凹凸棒土的碱激发3d打印混凝土材料，其特征在于，包括：胶凝材料、减水剂、填充材料和羧甲基纤维素钠改性的凹凸棒土悬浮液；其中，按照重量份计，所述胶凝材料包括碱激发剂30-180份、矿渣2800-3200份和钢渣800-1200份；所述减水剂的用量为30-40份；所述填充材料包括砂2800-3200份；所述羧甲基纤维素钠改性的凹凸棒土悬浮液中，羧甲基纤维素钠的质量分数为0.2-1.0％；所述凹凸棒土的质量分数为1-10％；所述悬浮液中含有水1000-1500份。2.如权利要求1所述的3d打印混凝土材料，其特征在于，所述碱激发剂为苛性碱、含碱性元素的硅酸盐、铝酸盐、磷酸盐、硫酸盐和碳酸盐中的一种或多种。3.如权利要求1所述的3d打印混凝土材料，其特征在于，所述减水剂为木质素磺酸盐类减水剂、萘系高效减水剂、三聚氰胺系高效减水剂、氨基磺酸盐系高效减水剂、脂肪酸系高效减水剂类和聚羧酸减水剂中的一种或多种；优选为聚羧酸粉末减水剂，其减水效率为15～20％。4.如权利要求1所述的3d打印混凝土材料，其特征在于，以质量分数计，所述钢渣的化学成分包括：cao：40-60％、fe2o3：20-25％、mgo：3-10％、al2o3：3-8％；所述矿渣为高炉矿渣粉，以质量分数计，所述高炉矿渣的化学成分包括：cao：35～50％、sio2：30～40％、fe2o3：10～18％、mgo：3～10％、al2o3：3～10％。5.如权利要求1所述的3d打印混凝土材料，其特征在于，其特征在于，所述羧甲基纤维素的粘度为10-30万；所述凹凸棒土的目数为100-800目。6.如权利要求1所述的3d打印混凝土材料，其特征在于，所述胶凝材料包括碱激发剂50-150份；所述羧甲基纤维素钠改性的凹凸棒土悬浮液中，羧甲基纤维素钠的质量分数为0.2-0.8％。7.如权利要求1所述的3d打印混凝土材料，其特征在于，所述胶凝材料中还包括增强材料，所述增强材料中包括钢纤维180-220份。8.如权利要求1至7任一项所述的3d打印混凝土材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)将凹凸棒土粉体分散于水中，得到凹凸棒土悬浮液；(2)采用羧甲基纤维素钠对步骤(1)所述凹凸棒土悬浮液进行改性，得到羧甲基纤维素钠改性的凹凸棒土悬浮液；(3)将所述羧甲基纤维素钠改性的凹凸棒土悬浮液与碱激发剂混合，调整ph为弱碱性，得到高分散的改性凹凸棒土悬浮液；(4)将步骤(3)得到的改性凹凸棒土悬浮液与所述胶凝材料、减水剂和填充材料按照0.2-0.5的水胶比拌合后，利用碱激发剂的催化原理得到基于改性凹凸棒土的碱激发3d打印混凝土材料。9.如权利要求8所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)所述ph为7.5-8.9。10.一种基于如权利要求1至7任一项所述的混凝土材料的3d打印混凝土，其特征在于，由如权利要求1至7任一项所述的混凝土材料通过3d打印得到。

技术总结

本发明属于建筑材料技术领域，更具体地，涉及基于改性凹凸棒土的碱激发3D打印混凝土材料及其制备。本发明以凹凸棒土为载体，羧甲基纤维素钠为改性剂对凹凸棒土进行改性，利用碱激发剂的催化原理制得基于改性凹凸棒土的碱激发3D打印混凝土材料。本发明羧甲基纤维素钠一方面作为增稠剂提升该3D打印混凝土材料的凝结性，另一方面作为凹凸棒土的改性剂，改善凹凸棒土在该混凝土材料中的分散性，提高3D打印混凝土材料的可打印性。打印混凝土材料的可打印性。打印混凝土材料的可打印性。