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一种基于碱渣的3D打印碱激发纤维混凝土及其制备方法和打印方法
成果类型：: 发明专利
发布时间: 2025-04-15 11:08:49
科技成果产业化落地方案
方案提交机构：成果发布人| 徐景新 | 2025-04-15 11:08:49
本发明公开了一种基于碱渣的3D打印碱激发纤维混凝土及其制备方法和打印方法，该混凝土按照重量份数计，包括：具有碱激发活性的粉体：0.4～0.6份；细骨料：1～1.5份；碱激发剂：0.1～0.2份；纤维：0.008～0.03份；水：0.20～0.60份；碱激发剂为氢氧化钠溶液；具有碱激发活性的粉体由0.1～0.15份矿粉和0.3～0.45份碱渣组成。本发明提供的混凝土与打印机协调相容，保证打印过程中材料被连续挤出、不中断，堆积过程中结构稳定，其以碱渣作为主要原料，不仅满足3D打印的需求，还有效减少了水泥的用量，提高了固废利用率，还可以解决碱渣储存带来的占用土地，环境污染的问题，符合绿色环保的需求。
本发明的目的在于提供一种基于碱渣的3D打印碱激发纤维混凝土及其制备方法和打印方法。该3D打印纤维混凝土以碱渣为主要原料，不仅有效地减少水泥用量，还可以解决由碱渣储存带来的占用土地、环境污染问题，该纤维混凝土的可打印性能高、硬化速度快、粘结性好、强度高，具有良好的工程应用前景。
1.环保建筑材料：利用碱渣作为原料制备3D打印混凝土，减少工业废渣排放，推动建筑行业的绿色可持续发展。
2.复杂结构快速建造：3D打印技术结合碱激发纤维混凝土，可实现复杂建筑结构的快速、精准建造，提高施工效率并降低人工成本。
3.高强耐久性能：碱激发纤维混凝土具有优异的力学性能和耐久性，适用于桥梁、隧道等基础设施的建造，延长建筑使用寿命。
4.推动建筑智能化：该技术为建筑行业的数字化转型提供支持，促进智能建造技术的发展，满足未来建筑个性化、定制化需求。
燕山大学坐落于河北省秦皇岛市，源于1920年创建的哈尔滨工业大学重型机械系，1960年独立办学，1978年被确定为全国重点大学，1997年更名为燕山大学。学校以工科见长，尤其在机械工程、材料科学等领域享有盛誉，是国家“双一流”建设高校，拥有国家重点实验室和多个博士点，秉承“厚德、博学、求是”的校训，致力于培养创新型人才，服务国家战略与区域发展。校园环境优美，学术氛围浓厚，是河北省乃至全国的高水平研究型大学之一。
本发明以碱渣为原料制备3D打印碱激发纤维混凝土，其中，碱渣是氨碱工艺产生的固体废物，会污染水体和土壤，对环境产生威胁。其主要成分为：CaO、CaSO4、CaCl2、CaCO3、Al2O3，具有较高的碱度，满足作为碱激发剂的要求。由碱渣激发的矿粉浆体具有可接受的凝结时间，较高的抗压强度，并且最大限度的利用了固体废物碱渣。碱渣中CaCl2的存在是导致矿粉浆体凝结时间短、抗压强度高的主要原因。碱渣活化矿粉浆体主要水化产物是水化硅酸钙凝胶(CSH)、水化硅酸铝钙凝胶(CASH)和Friedel盐，这保证了该浆体良好的力学性能。本发明提供的3D打印碱激发纤维混凝土可以与打印机协调相容，保证打印过程中材料被连续挤出、不中断，堆积过程中结构比较稳定。而且，本发明提供的基于碱渣的3D打印碱激发纤维混凝土以矿粉和碱渣作为硅铝矿物来源，并且以碱渣作为主要原料和激发物，以添加固体废料来降低碱溶液的成本的同时消耗了大量的工业固废，具有较高的环境以及经济效益。
技术转让，许可，合作所需资金需双方协商，此项技术想尽快落地，希望具备此项技术研发的技术方，能够尽快承接此项目。
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