[发明专利]可3D打印的粉煤灰基地聚物及其制备、使用方法

权利要求书

1.一种可3D打印的粉煤灰基地聚物，按重量份数计，地聚物的组成和含量分别为：

粉煤灰0.4～0.6份；

偏高岭土0.275～0.5份；

石膏粉0.05～0.1份；

高炉矿渣粉0.05～0.175份；

机制砂1～1.5份，所述机制砂的平均粒径为125～430μm；

粘度改性剂0.01～0.03份；

复合碱激发剂0.4～0.6份；

水0.05～0.125份；

长度为6～18mm的玄武岩纤维0.0075～0.03份；

钠基膨润土0.01～0.03份；

上述地聚物在制备矿物混合干料时，将0.4～0.6份粉煤灰、0.275～0.5份偏高岭土、0.05～0.1份石膏粉、0.05～0.175份高炉矿渣粉、1～1.5份机制砂所有原料送入行星式砂浆搅拌机中，先混合搅拌，然后将钠基膨润土逐渐加入搅拌机中，继续搅拌，最后缓缓加入玄武岩纤维，继续搅拌；然后加入复合碱激发剂和粘度改性剂；

将地聚物泵送或机械输送至3D打印机的打印喷头内，从搅拌结束至开始打印的时间不超过5分钟，设置打印喷头口径为10～20mm，挤出速度为0.5～1.0m³/h，平面内打印速度为180～210m/h。

2.根据权利要求1所述的可3D打印的粉煤灰基地聚物，其特征在于所述粘度改性剂为可分散乳胶粉；所述复合碱激发剂的模数控制在1.2～1.4范围内。

3.根据权利要求1所述的可3D打印的粉煤灰基地聚物，其特征在于所述粉煤灰的烧失量为7.1％，含水率为0.1％，氧化钙含量为3.7％，需水量比为104％，细度为45μm方孔筛筛余17.5％；

所述偏高岭土的密度为2.65g/cm³，比表面积为26～28m²/g，含水率为0.9％；

所述高炉矿渣粉的密度为2.8g/cm³，比表面积为350～500m²/kg，含水率为0.8％；

所述石膏粉为二水硫酸钙，细度为100～300目；

所述机制砂为平均粒径277.5μm、比表面积0.125m²/g的石英砂；

所述玄武岩纤维的拉伸强度为3300～4500MPa，弹性模量为95～115GPa，断裂伸长率为2.4～3.0％。

4.根据权利要求1所述的可3D打印的粉煤灰基地聚物，其特征在于所述复合碱激发剂由硅酸钠溶液和氢氧化钠溶液组成。

5.一种权利要求4所述的可3D打印的粉煤灰基地聚物的制备方法，该制备方法包括以下步骤：

(1)按重量份数计，将上述原料分成三组，第一组为0.4～0.6份粉煤灰、0.275～0.5份偏高岭土、0.05～0.1份石膏粉、0.05～0.175份高炉矿渣粉、1～1.5份机制砂和0.0075～0.03份玄武岩纤维，0.01～0.03份钠基膨润土；第二组为0.0359～0.0675份氢氧化钠固体、0.077～0.191份蒸馏水、0.23～0.429份硅酸钠溶液；第三组为0.01～0.03份粘度改性剂和0.05～0.125份水；

(2)将第一组中除钠基膨润土和玄武岩纤维外的所有原料送入行星式砂浆搅拌机中，充分搅拌均匀后，再将钠基膨润土逐渐加入搅拌机中，继续搅拌至混合均匀，最后缓缓加入玄武岩纤维，继续搅拌直至材料混合均匀，得到混合干料；

(3)将第二组中0.0359～0.0675份氢氧化钠粉末溶于0.077～0.191份蒸馏水中充分混合后得到氢氧化钠溶液；然后采用水浴冷却至室温，最后将0.23～0.429份硅酸钠溶液加入到上述制备的氢氧化钠溶液中混合，制备得到复合碱激发剂，并储存24小时后待用，储存温度为25±2℃；

(4)称取0.05～0.125份水，并缓缓加入0.01～0.03份粘度改性剂，边加边搅拌，直至形成稳定胶体；

(5)现场打印时将步骤(3)制备的复合碱激发剂加入到步骤(2)得到的混合干料中，充分搅拌后，加入步骤(4)制备的胶体后继续搅拌直至混合均匀，搅拌结束后即为所述的可3D打印的粉煤灰基地聚物。