本發(fā)明屬于3D打印材料技術領域，涉及一種3D打印建筑物外墻用的石膏材料，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：
墻體是建筑物的承重、圍護和分隔構件。墻面尤其是外墻出現(xiàn)滲漏，輕則影響外墻美觀，造成飾面脫落，埋下安全隱患，并滲入墻體侵蝕室內(nèi)裝飾和物品；重則會影響建筑物的使用壽命和結(jié)構安全。同時因外墻施工需要高空作業(yè)，如果出現(xiàn)滲漏，維修作業(yè)很困難。
雨水及空氣中的水汽在風壓作用下，會通過建筑圍護結(jié)構的孔隙——如墻體開裂縫隙、外墻保溫板材等處侵入外墻內(nèi)，從而使未作有效防水保護的保溫層受潮。而保溫層受潮后，其保溫性能及耐久性都將顯著下降，使其無法達到設計使用功能及耐久年限。這一點，對目前廣泛使用的發(fā)泡聚苯板(ESP)類保溫尤其明顯，即使是閉孔密實的擠塑聚苯板(XPS)，其在長期受潮后也會加速老化，影響其保溫性能。同時，進入墻體中的濕汽還將使其他建筑材料——如鋼筋、鋼結(jié)構、木材、混凝土等耐久性降低：而凍融、干濕循環(huán)很容易使整個外保溫體系破壞，并導致霉菌生成，對空氣質(zhì)量造成影響。例如，目前我國的薄抹灰外墻外保溫系統(tǒng)中普遍存在開裂現(xiàn)象，開裂后致使保溫系統(tǒng)受損或失去了保溫效果，達不到節(jié)能的目的，從而增加了能源消耗和維修費用。
目前建筑物外墻的施工一般需經(jīng)過基層處理、保溫層施工、砂漿找平、飾面層施工等工序，施工工序復雜、周期長，對施工人員的技術要求較高。因此，不僅成本高，且可靠性不佳。
石膏建材由于具有重量輕，可以保存熱量，隔音等優(yōu)點被應用于建筑行業(yè)的各方面。但是由于其結(jié)構特殊，內(nèi)部為多孔結(jié)構，非常容易吸收水分，其吸水率通常超過50％，并且吸收水分之后的石膏材料的強度會大幅度下降。所以軟化系數(shù)很低，約為0.25～0.35，石膏的這兩大缺點極大程度的限制了其使用性能及范圍。
技術實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的是提供一種3D打印建筑物外墻用石膏材料，解決目前建筑物外墻易開裂、保溫效果不佳、防水性能不好的問題；解決傳統(tǒng)墻體工序復雜、施工周期長的問題；解決石膏材料吸水率高、軟化系數(shù)低的問題，提供一種能用于建筑物外墻的石膏材料。
本發(fā)明所采用的技術方案是：
一種3D打印建筑物外墻油墨，由重量百分比95～98％的基礎油墨、0.5～4％的緩凝劑、0.5～2％的防水劑和0.2～1％的顏料組成。
所述的基礎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％；
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。
進一步優(yōu)選的緩凝劑為一水檸檬酸。
所述的防水劑為聚乙稀醇、石蠟、苯丙乳液、可再分散樹脂粉、有機硅類防水劑和滲透結(jié)晶防水劑(DPS)中的一種或兩種或多種的混合物。
優(yōu)選的防水劑為聚乙稀醇、石蠟、有機硅類防水劑和滲透結(jié)晶防水劑(DPS)中的一種或兩種或多種的混合物。
進一步優(yōu)選的防水劑為聚乙稀醇、有機硅類防水劑和滲透結(jié)晶防水劑(DPS)中的一種或兩種或三種的混合物。
本發(fā)明還有關于該3D打印建筑物外墻油墨的制備方法：填料預處理：在研磨機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，制得基礎油墨；95～98％基礎油墨中加入0.5～4％的緩凝劑、0.5～2％的防水劑和0.2～1％的顏料，混合均勻，制得3D打印建筑物外墻油墨。
本發(fā)明還有關于該3D打印建筑物外墻油墨的使用方法：將質(zhì)量百分比40～60％的3D打印建筑物外墻油墨加入到40～60％的水中，充分攪拌，混合均勻，即可進行3D打印。
本發(fā)明的有益效果是：
(1)本發(fā)明的3D打印建筑物外墻油墨生產(chǎn)的建筑物外墻強度高、韌性好、分辨率高、表觀質(zhì)量好。
(2)本發(fā)明的3D打印建筑物外墻油墨生產(chǎn)的建筑物外墻一體成型，無接縫，因此防水性能好、可靠。
(3)本發(fā)明的3D打印建筑物外墻油墨生產(chǎn)的建筑物外墻重量輕，保溫性能好，隔音，且防火、防水，因此，節(jié)省了防火防水等投入。
(4)開創(chuàng)建筑物外墻結(jié)構新工藝：本發(fā)明的3D打印材料可以直接將建筑物外墻打印在鋼筋框架上，而不需要澆筑砼和砌墻，施工工藝簡單，工期短，省人工。
(5)本發(fā)明的3D打印建筑物外墻油墨，無污染，更環(huán)保；該材料可以回收再加工后重復使用。
具體實施方式
以下通過具體實施方式對本發(fā)明的內(nèi)容作進一步說明，但不用于限定本發(fā)明的技術方案。
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605.0g石膏粉，混合均勻，即得基礎油墨1000g。
950g基礎油墨中加入28g的檸檬酸，20g由8g聚乙稀醇、5g石蠟、7g滲透結(jié)晶防水劑(DPS)組成的防水劑，以及紅色氧化鐵顏料2.0g，混合均勻，制得3D打印建筑物外墻油墨1000g。
400g的3D打印建筑物外墻油墨加入到600g的水中，充分攪拌，混合均勻，即可進行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735.0g石膏粉，混合均勻，得基礎油墨1000g。
980g基礎油墨中加入8g的檸檬酸，10g可再分散樹脂粉，以及群青藍顏料2.0g，混合均勻，制得3D打印建筑物外墻油墨1000g。
500g的3D打印建筑物外墻油墨加入到500g的水中，充分攪拌，混合均勻，即可進行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930.0g石膏粉，混合均勻，即得基礎油墨1000g。
950g基礎油墨中加入40g的檸檬酸鈉，5g滲透結(jié)晶防水劑(DPS)和5g氧化鉻顏料，混合均勻，制得3D打印建筑物外墻油墨1000g。
600g的3D打印建筑物外墻油墨加入到400g的水中，充分攪拌，混合均勻，即可進行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605.0g石膏粉，混合均勻，得基礎油墨1000g。
960g基礎油墨中加入20g由15g酒石酸和5g骨膠混合制成的緩凝劑，20g由5g苯丙乳液、12g可再分散樹脂粉、3g有機硅類防水劑組成的防水劑，以及10g偶氮紅顏料，混合均勻，制得3D打印建筑物外墻油墨1000g。
450g的3D打印建筑物外墻油墨加入到550g的水中，充分攪拌，混合均勻，即可進行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；
在研磨機中加入DETA10.0g和超細二氧化硅粉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605.0g石膏粉，混合均勻，得基礎油墨1000g。
970g基礎油墨中加入12g由7g檸檬酸鈉和5g丙烯酸混合制成的緩凝劑，12g由4g聚乙稀醇、2g有機硅類防水劑，6g滲透結(jié)晶防水劑(DPS)組成的防水劑，以及6g黃色氧化鐵顏料，混合均勻，制得3D打印建筑物外墻油墨1000g。
550g的3D打印建筑物外墻油墨加入到450g的水中，充分攪拌，混合均勻，即可進行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，有機硅40.0g，混合均勻，55℃保溫4.5h后，按配方加入735g石膏粉，混合均勻，得基礎油墨1000g。
960g基礎油墨中加入20g由6g酒石酸鉀、4g丙烯酸鈉混合制成的緩凝劑，18g由5g聚乙稀醇、3g石蠟、5g有機硅類防水劑和8g滲透結(jié)晶防水劑(DPS)組成的防水劑，以及2g天津綠顏料，混合均勻，制得3D打印建筑物外墻油墨1000g。
480g的3D打印建筑物外墻油墨加入到520g的水中，充分攪拌，混合均勻，即可進行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；
在研磨機中加入3-二乙胺基丙胺(DEAPA)5.0g和超細二氧化硅粉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930.0g石膏粉，混合均勻，得基礎油墨1000g。
970g基礎油墨中加入20g由7g檸檬酸、4g酒石酸鉀、3g丙烯酸鈉3g六偏磷酸鈉和3g骨膠混合制成的緩凝劑，8g滲透結(jié)晶防水劑(DPS)，以及2g孔雀藍顏料，混合均勻，制得3D打印建筑物外墻油墨1000g。
540g的3D打印建筑物外墻油墨加入到460g的水中，充分攪拌，混合均勻，即可進行3D打印。