矿粉-粉煤灰-偏高岭土体系3D打印碱激发胶凝材料设计与渣土利用研究
发布时间：2022-07-22 17:07
近年来,建筑3D打印作为一种数字建造的新兴技术,将计算机技术、数控技术、材料成型技术结合在一起,正成为建筑建造利用最新的科学技术实现自动化以及智能化科技跨越发展的热点和可行路线。越来越多的高校、研究机构和有关行业单位投入到建筑3D打印的研究中。开拓发展更多适用的打印胶凝材料,为各种应用环境提供更多的选择,是建筑3D打印发展的关键之一,也是极具挑战性的研究。碱激发胶凝材料作为一种利用工业副产物和固体废弃物为原材料、极具发展前景的低碳绿色材料引起了越来越多研究者的关注,并进行了大量的相关研究。碱激发胶凝材料与3D打印技术的结合具有极为宽广的发展前景,可以在建筑建造领域发挥各自的优势。碱激发胶凝材料在3D打印技术中的应用也显示了其适用性,然而,只有有限的相关研究报道,还有诸多研究不足。本文通过系统总结国内外3D打印工艺和3D打印材料的相关研究,通过正交试验设计、单因素分析及配比优化,研究了不同配比条件下材料的工作性能、可打印性能、可建筑性能以及打印试体的物理力学性能,得到了3D打印碱激发材料的最优合理配比。主要研究内容及结论如下:首先,本文研究了碱激发原材料矿粉、粉煤灰、偏高岭土的凝结时间、...
【文章页数】：106 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 研究背景
1.1.1 3D打印技术
1.1.2 低碳绿色碱激发胶凝材料
1.1.3 渣土的产生及危害
1.2 3D打印建造技术国内外发展现状
1.2.1 3D打印建造工艺
1.2.2 3D打印建筑项目
1.3 3D打印胶凝材料
1.3.1 水泥基3D打印胶凝材料
1.3.2 3D打印碱激发胶凝材料
1.4 3D打印胶凝材料性能及其调控方法
1.4.1 3D打印胶凝材料性能特征
1.4.2 3D打印材料的性能测试与调控方法
1.5 渣土的处理及利用
1.6 存在的主要问题
1.7 本论文研究内容及意义
1.7.1 本课题的研究意义
1.7.2 课题研究内容
1.8 研究方法和技术路线图
第二章 材料及方法
2.1 引言
2.2 原材料
2.3 试验方法
2.3.1 流动性
2.3.2 凝结时间
2.3.3 抗折抗压强度
2.3.4 形状保持能力
2.4 混凝土(砂浆)3D打印系统
2.5 扫描电子显微镜微观表征(SEM)
第三章 基于挤出方式的3D打印碱激发材料制备
3.1 引言
3.2 原材料基本性能测试
3.2.1 凝结时间
3.2.2 流动度
3.2.3 早期抗折和抗压强度
3.3 3D打印碱激发材料的配比设计及新拌浆体性能
3.3.1 矿粉-煤矸石打印材料的配合比设计
3.3.2 矿粉-粉煤灰二元体系3D打印碱激发胶凝材料的配合比
3.3.3 矿粉-偏高岭土二元体系3D打印碱激发胶凝材料的配比
3.3.4 矿粉-粉煤灰-偏高岭土三元体系3D打印碱激发胶凝材料的配比
3.3.5 渣土在矿粉-粉煤灰-偏高岭土三元体系中的应用
3.4 本章小结
第四章 基于挤出的3D打印性能研究
4.1 引言
4.2 打印材料的可挤出性评价
4.2.1 矿粉-粉煤灰打印净浆的挤出性评价
4.2.2 矿粉-粉煤灰-偏高岭土打印砂浆挤出性评价
4.3 可建造性评价
4.3.1 矿粉-粉煤灰打印净浆的可建造性评价
4.3.2 矿粉-粉煤灰-偏高岭土打印砂浆可建造性评价
4.3.3 渣土在3D打印碱激发矿渣-粉煤灰-偏高岭土三元体系中的应用
4.4 打印材料的开放时间评价
4.4.1 矿粉-粉煤灰打印净浆开放时间评价
4.4.2 矿粉-粉煤灰-偏高岭土打印砂浆开放时间评价
4.5 本章小结
第五章 打印物硬化后性能
5.1 引言
5.2 打印抗折强度测试
5.3 打印三向抗压强度测试
5.4 打印物微观形貌
5.5 本章小结
第六章 结论与展望
6.1 结论
6.2 展望
参考文献
深圳大学指导教师对研究生学位论文的学术评语
深圳大学研究生学位(毕业)论文答辩委员会决议书
致谢
攻读硕士学位期间的研究成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]3D打印建筑材料性能影响因素与分析研究[J]. 林家超,吴雄,杨文,赵日煦,贾丽莉. 新型建筑材料. 2017(10)
[2]900密度等级渣土陶粒的制备及性能研究[J]. 张腾飞,荣辉,刘志华,王海良,张磊,邸志鲲,宋伟俊,齐占国,李向海. 新型建筑材料. 2017(01)
[3]水泥基建筑3D打印材料的制备及应用研究[J]. 蔺喜强,张涛,霍亮,李国友,张楠,王宝华. 混凝土. 2016(06)
[4]混凝土正交试验结果极差分析与方差分析方法对比[J]. 王树源,李晏,张毅科. 建材发展导向. 2016(12)
[5]触变水泥浆体系研究综述[J]. 卢海川,张伟,熊超,汤少兵,刘勇,沙林浩,张维滨. 精细石油化工进展. 2016(03)
[6]渣土对C50混凝土力学性能的影响[J]. 刘春,王安辉,余沛,荣辉. 硅酸盐通报. 2016(04)
[7]建筑3D打印数字建造技术研究应用综述[J]. 丁烈云,徐捷,覃亚伟. 土木工程与管理学报. 2015(03)
[8]化学激发酸性矿渣粉胶砂性能试验研究[J]. 袁俊航,隆威. 探矿工程(岩土钻掘工程). 2015(08)
[9]3D打印柔性印版方法研究[J]. 孙倩. 今日印刷. 2015(07)
[10]3D打印技术的发展分析[J]. 江洪,康学萍. 新材料产业. 2013(10)
博士论文
[1]氧化石墨烯增强铝硅酸盐聚合物的聚合与陶瓷化机制[D]. 闫姝.哈尔滨工业大学 2016
硕士论文
[1]用于3D打印的光敏树脂先驱体制备及其陶瓷化研究[D]. 徐小波.辽宁大学 2019
[2]碱激发矿渣胶凝材料的反应过程及其改性研究[D]. 郭赢.深圳大学 2018
[3]外加剂对碱激发材料的影响[D]. 李源.广州大学 2016
本文编号：3665005
【文章页数】：106 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 研究背景
1.1.1 3D打印技术
1.1.2 低碳绿色碱激发胶凝材料
1.1.3 渣土的产生及危害
1.2 3D打印建造技术国内外发展现状
1.2.1 3D打印建造工艺
1.2.2 3D打印建筑项目
1.3 3D打印胶凝材料
1.3.1 水泥基3D打印胶凝材料
1.3.2 3D打印碱激发胶凝材料
1.4 3D打印胶凝材料性能及其调控方法
1.4.1 3D打印胶凝材料性能特征
1.4.2 3D打印材料的性能测试与调控方法
1.5 渣土的处理及利用
1.6 存在的主要问题
1.7 本论文研究内容及意义
1.7.1 本课题的研究意义
1.7.2 课题研究内容
1.8 研究方法和技术路线图
第二章 材料及方法
2.1 引言
2.2 原材料
2.3 试验方法
2.3.1 流动性
2.3.2 凝结时间
2.3.3 抗折抗压强度
2.3.4 形状保持能力
2.4 混凝土(砂浆)3D打印系统
2.5 扫描电子显微镜微观表征(SEM)
第三章 基于挤出方式的3D打印碱激发材料制备
3.1 引言
3.2 原材料基本性能测试
3.2.1 凝结时间
3.2.2 流动度
3.2.3 早期抗折和抗压强度
3.3 3D打印碱激发材料的配比设计及新拌浆体性能
3.3.1 矿粉-煤矸石打印材料的配合比设计
3.3.2 矿粉-粉煤灰二元体系3D打印碱激发胶凝材料的配合比
3.3.3 矿粉-偏高岭土二元体系3D打印碱激发胶凝材料的配比
3.3.4 矿粉-粉煤灰-偏高岭土三元体系3D打印碱激发胶凝材料的配比
3.3.5 渣土在矿粉-粉煤灰-偏高岭土三元体系中的应用
3.4 本章小结
第四章 基于挤出的3D打印性能研究
4.1 引言
4.2 打印材料的可挤出性评价
4.2.1 矿粉-粉煤灰打印净浆的挤出性评价
4.2.2 矿粉-粉煤灰-偏高岭土打印砂浆挤出性评价
4.3 可建造性评价
4.3.1 矿粉-粉煤灰打印净浆的可建造性评价
4.3.2 矿粉-粉煤灰-偏高岭土打印砂浆可建造性评价
4.3.3 渣土在3D打印碱激发矿渣-粉煤灰-偏高岭土三元体系中的应用
4.4 打印材料的开放时间评价
4.4.1 矿粉-粉煤灰打印净浆开放时间评价
4.4.2 矿粉-粉煤灰-偏高岭土打印砂浆开放时间评价
4.5 本章小结
第五章 打印物硬化后性能
5.1 引言
5.2 打印抗折强度测试
5.3 打印三向抗压强度测试
5.4 打印物微观形貌
5.5 本章小结
第六章 结论与展望
6.1 结论
6.2 展望
参考文献
深圳大学指导教师对研究生学位论文的学术评语
深圳大学研究生学位(毕业)论文答辩委员会决议书
致谢
攻读硕士学位期间的研究成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]3D打印建筑材料性能影响因素与分析研究[J]. 林家超,吴雄,杨文,赵日煦,贾丽莉. 新型建筑材料. 2017(10)
[2]900密度等级渣土陶粒的制备及性能研究[J]. 张腾飞,荣辉,刘志华,王海良,张磊,邸志鲲,宋伟俊,齐占国,李向海. 新型建筑材料. 2017(01)
[3]水泥基建筑3D打印材料的制备及应用研究[J]. 蔺喜强,张涛,霍亮,李国友,张楠,王宝华. 混凝土. 2016(06)
[4]混凝土正交试验结果极差分析与方差分析方法对比[J]. 王树源,李晏,张毅科. 建材发展导向. 2016(12)
[5]触变水泥浆体系研究综述[J]. 卢海川,张伟,熊超,汤少兵,刘勇,沙林浩,张维滨. 精细石油化工进展. 2016(03)
[6]渣土对C50混凝土力学性能的影响[J]. 刘春,王安辉,余沛,荣辉. 硅酸盐通报. 2016(04)
[7]建筑3D打印数字建造技术研究应用综述[J]. 丁烈云,徐捷,覃亚伟. 土木工程与管理学报. 2015(03)
[8]化学激发酸性矿渣粉胶砂性能试验研究[J]. 袁俊航,隆威. 探矿工程(岩土钻掘工程). 2015(08)
[9]3D打印柔性印版方法研究[J]. 孙倩. 今日印刷. 2015(07)
[10]3D打印技术的发展分析[J]. 江洪,康学萍. 新材料产业. 2013(10)
博士论文
[1]氧化石墨烯增强铝硅酸盐聚合物的聚合与陶瓷化机制[D]. 闫姝.哈尔滨工业大学 2016
硕士论文
[1]用于3D打印的光敏树脂先驱体制备及其陶瓷化研究[D]. 徐小波.辽宁大学 2019
[2]碱激发矿渣胶凝材料的反应过程及其改性研究[D]. 郭赢.深圳大学 2018
[3]外加剂对碱激发材料的影响[D]. 李源.广州大学 2016
本文编号：3665005
本文链接：https://www.wllwen.com/jianzhugongchenglunwen/3665005.html
