[发明专利]一种用于复杂岩体物理模型的3D打印地聚物及其使用方法

权利要求书

1.一种用于复杂岩体物理模型的3D打印地聚物复合材料，其特征在于：按重量份数计，地质聚合物的组成和含量分别为：0.3～0.6份粉煤灰、0.3～0.8份高炉矿渣粉、0.4～0.6份石英粉、0～0.2份碱激发剂粉末、0.02～0.04份PVA粉末、0～0.02份强碱粉末、0～0.01份无水偏硅酸钠粉末、0.002～0.005份吡咯烷酮液、0.002～0.005份冷却液、0.2～0.3份水；所述的碱激发剂粉末是硅酸钠粉末或硅酸钾粉末中的一种，硅酸钾和硅酸钠的模数为1-3.2；强碱粉末是氢氧化钠粉末或者氢氧化钾粉末。

2.根据权利要求1所述的一种用于复杂岩体物理模型的3D打印地聚物复合材料，其特征在于：粉煤灰和高炉矿渣粉的最大粒径为0.1mm。

3.根据权利要求1所述的一种用于复杂岩体物理模型的3D打印地聚物复合材料，其特征在于：所述的石英粉的粒径最大为0.6mm。

4.根据权利要求1所述的一种用于复杂岩体物理模型的3D打印地聚物复合材料，其特征在于：冷却液是无水乙醇、异丙醇或丙三醇。

5.利用权利要求1所述地质聚合物复合材料进行的粉末黏合3D打印的方法，其特征在于：该方法包括以下步骤，

（1）按重量份数计，将上述原料分成两组，第一组为粉体材料，另一组为粘结剂；第一组为：0.3～0.6份粉煤灰、0.3～0.8份高炉矿渣粉、0.4～0.6份石英粉、0～0.2份碱激发剂粉末、0.02～0.04份PVA粉末；第二组为：0～0.02份强碱粉末、0～0.01份无水偏硅酸钠粉末、0.002～0.005份冷却液、0.002～0.005份吡咯烷酮液、0.2～0.3份水；

（2）将第一组粉体材料同时送入搅拌机进行混合搅拌10min；

（3）将第二组中0～0.02份强碱粉末、0～0.01份无水偏硅酸钠粉末、0.002～0.005份冷却液、0.002～0.005份吡咯烷酮溶液溶于0.2～0.3份水中，然后水浴冷却至室温制备出粘结剂；

（4）首先铺设第一组粉体材料，向平铺的粉末上喷射第二组粘结剂使粉末粘结硬化，重复此过程，层层堆积，最终得到所需的3D物体；根据岩体物理模型中区域的设计强度，在对应区域喷射相应组成和浓度的粘结剂；铺粉厚度为0.2-0.8mm；

（5）最后将打印的试件进行后期养护，提高材料的强度。