一种粉煤灰基地聚合物3D打印材料及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种粉煤灰基地聚合物3D打印材料及其制备方法，包括以下组分的原料：基料、石英砂、增韧剂、增稠剂、可分散乳胶粉和复合激发剂；其中，所述基料包括以下重量百分比的组分：粉煤灰80％～90％、矿粉5％～10％、硅灰5％～10％；所述复合激发剂由水玻璃和NaOH配制而成。本发明专利技术利用粉煤灰、矿粉和硅灰制备地聚合物3D打印材料，一方面不仅扩展了固体废弃物的资源化利用途径，也实现了固废减量化、资源化和高价值资源化利用，且解决了废弃物堆放占用场地的污染问题，为保护生态环境创建了新途径；另一方面，创新性地将粉煤灰基地聚合物材料与3D打印技术结合，建立用于3D打印建筑的地聚合物体系，满足国家智能高端制造与土木工程可持续发展的战略。

A kind of fly ash based polymer 3D printing material and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种粉煤灰基地聚合物3D打印材料及其制备方法
本专利技术属于建筑材料、固体废弃物资源化利用
，具体涉及一种粉煤灰基地聚合物3D打印材料及其制备方法。
技术介绍
在不到200年的时间里，硅酸盐水泥得到广泛应用，成为现代人类文明建设中不可缺少的物质基础。但是，硅酸盐水泥是一种高能耗、高资源消耗的胶凝材料。此外，在水泥生产过程中还排放出大量有害气体如NOX、SO2和粉尘等。因此，开发一种低能耗、高效益，且能代替或优于硅酸盐水泥的新型胶凝材料已是社会发展的内在需求，地聚合物就是这样一种新型的环境友好型无机胶凝材料。粉煤灰是火力发电厂、冶金、化工等行业产生的固体废弃物。中国丰富的煤炭资源使得在发电行业中仍然是以火力发电为主。电煤占我国煤炭消耗的50％以上，并且在相当长的时间内还会保持这种煤炭资源的利用形式。燃煤过程产生大量的粉煤灰，占原煤质量的15％～40％。粉煤灰已经成为我国累积堆贮量和占用耕地最多的工业废弃物之一。矿粉是在高炉炼铁过程中的副产品。在炼铁过程中，氧化铁在高温下还原成金属铁，铁矿石中的二氧化硅、氧化铝等杂质与石灰等反本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种粉煤灰基地聚合物3D打印材料，其特征在于，包括以下组分的原料：基料、石英砂、增韧剂、增稠剂、可分散乳胶粉和复合激发剂；/n其中，所述基料包括以下重量百分比的组分：粉煤灰80％～90％、矿粉5％～10％、硅灰5％～10％；所述复合激发剂由水玻璃和NaOH配制而成。/n

【技术特征摘要】
1.一种粉煤灰基地聚合物3D打印材料，其特征在于，包括以下组分的原料：基料、石英砂、增韧剂、增稠剂、可分散乳胶粉和复合激发剂；
其中，所述基料包括以下重量百分比的组分：粉煤灰80％～90％、矿粉5％～10％、硅灰5％～10％；所述复合激发剂由水玻璃和NaOH配制而成。


2.根据权利要求1所述的一种粉煤灰基地聚合物3D打印材料，其特征在于，所述复合激发剂的模数M为1.4～1.6，其中M表示的是SiO2的摩尔数与Na2O的摩尔数的比值。


3.根据权利要求2所述的一种粉煤灰基地聚合物3D打印材料，其特征在于，所述复合激发剂水玻璃和NaOH的掺加量按公式(1)计算：



式(1)中，G1为水玻璃的质量，N为Na2O占水玻璃的质量比，M1为水玻璃的初始模数；M2为复合激发剂的配制模数；P为NaOH的纯度；G2为NaOH的掺加质量；
所述复合激发剂的加入量，以引入的Na2O含量计，占所述基料总质量的5～8％。


4.根据权利要求1所述的一种粉煤灰基地聚合物3D打印材料，其特征在于，所述粉煤灰是电厂粉煤灰，II级灰，比表面积为300～400m2/kg；
所述矿粉是选矿或冶炼后的残余物，比表面积为400～500m2/kg；
所述硅灰是钢铁合金在冶炼硅铁和工业硅时的副产物，比表面积为15000～30000m2/kg。


5.根据权利要求1所述的一种粉煤灰基地聚合物...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭晓潞，杨君奕，
申请(专利权)人：同济大学，
类型：发明
国别省市：上海;31