本發(fā)明屬于3D打印材料技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種3D打印房屋用的石膏材料，本發(fā)明還涉及該石膏材料的制備方法和使用方法。

背景技術(shù)：

傳統(tǒng)的建筑物都采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，如框架結(jié)構(gòu)和框架剪力墻結(jié)構(gòu)中的填充墻體多數(shù)采用空心磚和混凝土砌塊，在施工現(xiàn)場需要大量的勞動力將空心磚或砌塊按著設(shè)計要求逐塊砌筑。砌筑過程中，砂漿的鋪設(shè)厚度、和易性以及砌塊的垂直度等將影響墻體的施工質(zhì)量，且對于有抗震設(shè)防要求的建筑物，空心磚或砌塊組成的填充墻與構(gòu)造柱的連接做法也較為繁瑣，建造周期非常長，施工效率低。建造過程產(chǎn)生大量的建筑垃圾，尤其是在市區(qū)道路兩旁開發(fā)的商業(yè)樓盤，周期較長帶來的長期交通擁堵。

且傳統(tǒng)建筑材料工業(yè)的高能耗、高物耗、高污染，是引起不可再生資源依存度高、天然資源和能源資源消耗大的主要原因。

傳統(tǒng)大型建筑拆除時，只能對其實施爆破，爆破和爆破以后的清理工作也較費力；另外，原來的材料絕大部分都不能回收利用且屬于不可降解的污染物，對環(huán)境的污染非常嚴(yán)重。

在傳統(tǒng)的房屋制造過程中，由于結(jié)構(gòu)或工藝的限制，許多優(yōu)秀設(shè)計師的創(chuàng)意靈感只能束之高閣。復(fù)雜造型的建筑需要經(jīng)過大量的澆筑、切割、彎曲和其它工序來制造成小部件，然后進(jìn)行組裝，因此，復(fù)雜造型的房屋的制造成本高，市場化困難。

通過技術(shù)創(chuàng)新實現(xiàn)節(jié)約建筑材料降低建筑業(yè)的物耗、能耗，從開發(fā)可回收利用建筑材料，減少建筑業(yè)對環(huán)境的污染，是建設(shè)資源節(jié)約型社會與環(huán)境友好型社會的必然要求。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種3D打印房屋用石膏材料，解決傳統(tǒng)建筑建造周期長，建造過程產(chǎn)生大量的建筑垃圾，抗震不理想，拆除后產(chǎn)生大量不可降解建筑垃圾等問題。本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：

一種3D打印房屋油墨，由重量百分比的96～98％的基礎(chǔ)油墨和2～4％的緩凝劑組成。

所述的基礎(chǔ)油墨由重量百分比的以下組份組成，石膏粉：60％～91％，填料：2％～20％，改性劑：4％～18％，促凝劑：0.5％～5％，固化劑：1％～20％，顏料：0.1～0.5％；所述的石膏粉為直火順流煅燒法生產(chǎn)制作的α-半水石膏，其粒徑大小為1μm～150μm，抗壓強(qiáng)度≥25MPa；其生產(chǎn)工藝是：石膏原料經(jīng)過三級破碎，均化，得到粒徑10～20cm的石膏塊，在反應(yīng)釜中加熱至55℃～60℃，排除產(chǎn)生的冷凝水后通入1.5～3.5MPa的飽和蒸汽，干燥5～6h，然后排走多余蒸汽；壓力0.3～0.5MPa，溫度150℃～160℃，干燥7～8h，干燥后的物料粉磨得石膏粉；所述的填料為二氧化硅或納米碳化硅中的一種或兩種的混合物；所述的改性劑為聚醋酸乙烯酯、環(huán)氧樹脂和有機(jī)硅中的一種或任意幾種的混合物；所述的促凝劑為無水乙醇、乙酸乙酯和丙三醇中的一種或任意幾種的混合物；所述的固化劑為二乙烯三胺(DETA)、乙二胺和3-二乙胺基丙胺(DEAPA)中的一種或任意幾種的混合物；

所述的緩凝劑為檸檬酸、檸檬酸鈉、酒石酸、酒石酸鉀、丙烯酸、丙烯酸鈉、六偏磷酸鈉和骨膠中的一種或任意幾種的混合物。

優(yōu)選的緩凝劑為檸檬酸和檸檬酸鈉中的一種或兩種的混合物。

進(jìn)一步優(yōu)選的緩凝劑為一水檸檬酸。

所述的砂子含泥量≤1.5％，平均粒徑≤0.05mm。

本發(fā)明還有關(guān)于該3D打印房屋油墨的制備方法：填料預(yù)處理：在研磨機(jī)中按配方加入固化劑和填料，轉(zhuǎn)速500～2000r/min，研磨4～12h；在攪拌器中按配方加入促凝劑，預(yù)處理填料和改性劑，混合均勻，50～57℃保溫3～6h后，按配方加入石膏粉和顏料，混合均勻，制得基礎(chǔ)油墨；基礎(chǔ)油墨中加入0.5～4.5％的緩凝劑和34～43％的河沙，混合均勻，制得3D打印房屋油墨。

本發(fā)明還有關(guān)于該3D打印房屋油墨的使用方法：將質(zhì)量百分比55～62％的3D打印房屋油墨加入到38～45％的水中，充分?jǐn)嚢瑁旌暇鶆?，即可進(jìn)行3D打印。

本發(fā)明的有益效果是：

(1)建造周期短，建造過程很少產(chǎn)生甚至不產(chǎn)生建筑垃圾。

(2)房屋成品強(qiáng)度高、分辨率高、打印誤差小、孔隙率小、表觀質(zhì)量好。

(3)節(jié)能環(huán)保，整體節(jié)能效果超過65％。

(4)隔聲效果非常好，防水性能高。

(5)本發(fā)明的3D打印房屋油墨，無污染，更環(huán)保；且該材料可以回收再加工后重復(fù)使用。

具體實施方式

以下通過具體實施方式對本發(fā)明的內(nèi)容作進(jìn)一步說明，但不用于限定本發(fā)明的技術(shù)方案。

實施例1

石膏原料經(jīng)過三級破碎，均化，得到粒徑10cm的石膏塊，在反應(yīng)釜中加熱至55℃，排除產(chǎn)生的冷凝水后通入1.5MPa的飽和蒸汽，干燥6h，然后排走多余蒸汽；干燥3小時，壓力0.5MPa，溫度150℃，干燥8h，干燥后的物料粉磨得石膏粉；

在研磨機(jī)中加入DETA10.0g和納米碳化硅155.0g，轉(zhuǎn)速500r/min，研磨12h；

在攪拌器中加入無水乙醇50.0g，經(jīng)過研磨的納米碳化硅和DETA的混合物，環(huán)氧樹脂180.0g，混合均勻，50℃保溫6h后，按配方加入600.0g石膏粉，紅色氧化鐵顏料5.0g，混合均勻，即得基礎(chǔ)油墨1000g。

550g基礎(chǔ)油墨中加入平均粒徑為0.05mm的凈砂430g和20g的檸檬酸，混合均勻，制得3D打印房屋油墨1000g。

550g的3D打印房屋油墨加入到450g的水中，充分?jǐn)嚢瑁旌暇鶆?，即可進(jìn)行3D打印。

實施例2

石膏原料經(jīng)過三級破碎，均化，得到粒徑20cm的石膏塊，在反應(yīng)釜中加熱至60℃，排除產(chǎn)生的冷凝水后通入3.5MPa的飽和蒸汽，干燥5h，然后排走多余蒸汽；干燥2小時，壓力0.3MPa，溫度160℃，干燥7h，干燥后的物料粉磨得石膏粉；

在研磨機(jī)中加入DETA200.0g和納米碳化硅20.0g，轉(zhuǎn)速2000r/min，研磨4h；

在攪拌器中加入無水乙醇5.0g，經(jīng)過研磨的納米碳化硅和DETA的混合物，環(huán)氧樹脂40.0g，混合均勻，55℃保溫4.5h后，按配方加入734.0g石膏粉，氧化鉻顏料1.0g，混合均勻，得基礎(chǔ)油墨1000g。

620g基礎(chǔ)油墨中加入平均粒徑為0.04mm的凈砂335g和45g的檸檬酸，混合均勻，制得3D打印房屋油墨1000g。

620g的3D打印房屋油墨加入到380g的水中，充分?jǐn)嚢?，混合均勻，即可進(jìn)行3D打印。

實施例3

石膏原料經(jīng)過三級破碎，均化，得到粒徑15cm的石膏塊，在反應(yīng)釜中加熱至57℃，排除產(chǎn)生的冷凝水后通入2.5MPa的飽和蒸汽，干燥5.5h，然后排走多余蒸汽；干燥2.5小時，壓力0.4MPa，溫度155℃，干燥7.5h，干燥后的物料粉磨得石膏粉；

在研磨機(jī)中加入DETA5.0g和納米碳化硅20.0g，轉(zhuǎn)速1000r/min，研磨8h；

在攪拌器中加入無水乙醇5.0g，經(jīng)過研磨的納米碳化硅和DETA的混合物，環(huán)氧樹脂40.0g，混合均勻，56℃保溫5h后，按配方加入927.0g石膏粉，孔雀藍(lán)顏料3.0g，混合均勻，即得基礎(chǔ)油墨1000g。

580g基礎(chǔ)油墨中加入平均粒徑為0.03mm的凈砂395g和25g的檸檬酸鈉，混合均勻，制得3D打印房屋油墨1000g。

585g的3D打印房屋油墨加入到415g的水中，充分?jǐn)嚢瑁旌暇鶆?，即可進(jìn)行3D打印。

實施例4

石膏原料經(jīng)過三級破碎，均化，得到粒徑10cm的石膏塊，在反應(yīng)釜中加熱至60℃，排除產(chǎn)生的冷凝水后通入3.0MPa的飽和蒸汽，干燥6h，然后排走多余蒸汽；干燥2小時，壓力0.5MPa，溫度150℃，干燥7h，干燥后的物料粉磨得石膏粉；

在研磨機(jī)中加入DETA100.0g和納米碳化硅200.0g，轉(zhuǎn)速1250r/min，研磨10h；

在攪拌器中加入無水乙醇25.0g，經(jīng)過研磨的納米碳化硅和DETA的混合物，環(huán)氧樹脂70.0g，混合均勻，57℃保溫3h后，按配方加入602.5g石膏粉，黃色氧化顏料2.5g，混合均勻，得基礎(chǔ)油墨1000g。

600g基礎(chǔ)油墨中加入平均粒徑為0.02mm的凈砂360g和40g由25g酒石酸和15g骨膠混合制成的緩凝劑，混合均勻，制得3D打印房屋油墨1000g。

550g的3D打印房屋油墨加入到450g的水中，充分?jǐn)嚢?，混合均勻，即可進(jìn)行3D打印。

實施例5

石膏原料經(jīng)過三級破碎，均化，得到粒徑10cm的石膏塊，在反應(yīng)釜中加熱至55℃，排除產(chǎn)生的冷凝水后通入1.5MPa的飽和蒸汽，干燥6h，然后排走多余蒸汽；干燥3小時，壓力0.5MPa，溫度150℃，干燥8h，干燥后的物料粉磨得石膏粉；

在研磨機(jī)中加入DETA10.0g和超細(xì)二氧化硅粉155.0g，轉(zhuǎn)速500r/min，研磨12h；

在攪拌器中加入無水乙醇50.0g，經(jīng)過研磨的二氧化硅粉和DETA的混合物，丙三醇180.0g，混合均勻，50℃保溫6h后，按配方加入600.0g石膏粉，天津綠顏料5.0g，混合均勻，得基礎(chǔ)油墨1000g。

570g基礎(chǔ)油墨中加入平均粒徑為0.01mm的凈砂410g和20g由10g檸檬酸鈉和10g丙烯酸混合制成的緩凝劑，混合均勻，制得3D打印房屋油墨1000g。

610g的3D打印房屋油墨加入到390g的水中，充分?jǐn)嚢?，混合均勻，即可進(jìn)行3D打印。

實施例6

石膏原料經(jīng)過三級破碎，均化，得到粒徑20cm的石膏塊，在反應(yīng)釜中加熱至60℃，排除產(chǎn)生的冷凝水后通入3.5MPa的飽和蒸汽，干燥5h，然后排走多余蒸汽；干燥2小時，壓力0.3MPa，溫度160℃，干燥7h，干燥后的物料粉磨得石膏粉；

在研磨機(jī)中加入乙二胺200.0g和納米碳化硅20.0g，轉(zhuǎn)速2000r/min，研磨4h；

在攪拌器中加入乙酸乙酯5.0g，經(jīng)過研磨的納米碳化硅和乙二胺的混合物，有機(jī)硅40.0g，混合均勻，55℃保溫4.5h后，按配方加入732.5g石膏粉，偶氮紅顏料2.5g，混合均勻，得基礎(chǔ)油墨1000g。

590g基礎(chǔ)油墨中加入平均粒徑為0.01mm的凈砂380g和30g由18g酒石酸鉀、12g丙烯酸鈉混合制成的緩凝劑，混合均勻，制得3D打印房屋油墨1000g。

600g的3D打印房屋油墨加入到400g的水中，充分?jǐn)嚢瑁旌暇鶆?，即可進(jìn)行3D打印。

實施例7

石膏原料經(jīng)過三級破碎，均化，得到粒徑15cm的石膏塊，在反應(yīng)釜中加熱至57℃，排除產(chǎn)生的冷凝水后通入2.5MPa的飽和蒸汽，干燥5.5h，然后排走多余蒸汽；干燥2.5小時，壓力0.4MPa，溫度155℃，干燥7.5h，干燥后的物料粉磨得石膏粉；

在研磨機(jī)中加入3-二乙胺基丙胺(DEAPA)5.0g和超細(xì)二氧化硅粉20.0g，轉(zhuǎn)速1000r/min，研磨8h；

在攪拌器中加入乙酸乙酯5.0g，經(jīng)過研磨的二氧化硅粉和3-二乙胺基丙胺(DEAPA)的混合物，聚醋酸乙烯酯40.0g，混合均勻，56℃保溫5h后，按配方加入928.0g石膏粉，群青藍(lán)顏料2.0g，混合均勻，得基礎(chǔ)油墨1000g。

560g基礎(chǔ)油墨中加入平均粒徑為0.005mm的凈砂400g和40g由9g檸檬酸、6g酒石酸鉀、12g丙烯酸鈉8g六偏磷酸鈉和5g骨膠混合制成的緩凝劑，混合均勻，制得3D打印房屋油墨1000g。

580g的3D打印房屋油墨加入到420g的水中，充分?jǐn)嚢?，混合均勻，即可進(jìn)行3D打印。