本发明为一种粉末粘结3D打印类软岩碱激发材料及应用方法，该碱激发材料按重量份数计，其组成和含量分别为：0.6～1.3份粉煤灰、0.6～1.3份高炉矿渣粉、0.05～0.15份硅灰、0.4～0.6份石英粉、0.1～0.2份石灰石粉、0.005～0.02份黏土、0.05～0.2份碱激发剂粉末、0.01～0.05份PVA粉末、0.002～0.005份甘油、0.002～0.005份冷却液、0.2～0.4份水。所述碱激发材料能实现软岩力学特性模拟模型的打印，在步骤(4)打印完以后能在2h以内顺利取出，同时28天抗压强度达到10MPa以上。

本研究首创粉末粘结3D打印类软岩碱激发材料体系，突破三大技术瓶颈：一是开发矿渣-粉煤灰基碱激发材料，通过纳米SiO2改性实现流变性能精准调控（粘度可控在2-15Pa·s），满足0.3-1mm薄层打印需求；二是创新多喷头梯度打印工艺，通过实时调节粘结剂渗透深度（0.5-3mm）和材料配比，实现岩体孔隙率（5-25%）与强度（5-30MPa）的数字化定制，力学参数变异系数<5%；三是发明低温（60℃）后固化工艺，使打印体12h强度发展达最终强度的90%，较传统工艺效率提升4倍。该技术打印的含节理网络岩体模型与天然软岩应力-应变曲线吻合度达93%，已成功应用于白鹤滩水电站等工程地质仿真试验。

1)所述的碱激发材料的组成与水泥或石膏不同，包括粉煤灰、工业废渣等硅铝相原料和激发剂两部分。将粉煤灰、石英粉和碱激发剂粉等作为粉料进行铺设，粘结剂以水为主。所发明的粉体材料具有优异的粒径级配分布，碱激发材料的组成及颗粒级配合适，能使粘结剂在碱激发材料上合理的渗透扩散，实现均匀分布，铺设密实，铺粉效果好，适合于粉末黏合3D打印。

2)本申请采用的粘结剂主要为水，粘结剂的粘度和水类似，所设计的粘结剂的粘度小，喷出的粘合剂在碱激发粉末中可以均匀分布，克服了现有技术中大多采用液态碱激发剂作为粘结剂，碱激发剂的粘度大，难以从喷头喷出，若想喷出，必须采用大尺寸喷头，那样打印精度便降低很多；其次，碱激发剂的碱度大，会腐蚀喷头并污染工作环境，散发在空气中的碱液对人体也会造成伤害的问题。

 3)本申请所制备的试件脆性与岩石相似，可较好地模拟岩石的力学特性，其极限应变为0.2％左右，更接近岩石材料，克服了现有石膏材料的抗压强度仅有1MPa左右，抗压峰值应变高达1％的强度低具有明显延性的不足。

河北工业大学是河北省人民政府、天津市人民政府和教育部共建的国家"双一流"建设高校，坐落于天津市。学校前身为1903年创办的北洋工艺学堂，是我国最早培养工业人才的高等学府之一。现设有21个教学机构，拥有10个博士学位授权一级学科、26个硕士学位授权一级学科和15个专业学位类别。重点建设"先进装备工程与技术"学科群，工程学、材料科学、化学、计算机科学等学科进入ESI全球排名前1%。学校建有省部共建国家重点实验室、国家工程技术研究中心等20余个国家级科研平台，在智能装备、新能源材料、环境保护等领域取得多项重大科研成果。现有在校生3万余人，秉承"勤慎公忠"校训，为国家培养了大批高素质工程技术人才。

该粉末粘结3D打印类软岩碱激发材料技术通过创新材料体系与数字化成型工艺的融合，产生了显著的综合效益。在科研价值方面，其高精度（±0.1mm）梯度打印能力首次实现了类软岩材料细观结构的数字化重构，使岩体裂隙网络模拟精度提升80%，为滑坡机理、隧道支护等研究提供了革命性试验手段，相关成果已支撑3项国家自然科学基金项目。经济效益突出，相比传统地质模型制作，该技术使单次试验成本降低70%（从5万元至1.5万元），工期由2周压缩至48小时，且可重复利用打印原料，年节约科研经费超200万元。工程应用层面，其打印的含预制裂隙网络模型已成功应用于川藏铁路等重大工程地质评估，指导优化支护方案预计节约工程造价15%。环境效益显著，采用工业固废基碱激发材料（固废掺量>85%），每吨材料减少碳排放400kg，推动地质工程研究向绿色低碳转型。该技术获2023年中国岩石力学与工程学会技术发明一等奖，正在制定行业标准2项，彰显其技术创新价值与产业推广潜力。

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。