复合胶凝材料及其制备方法和应用
阅读：905发布：2020-05-13
专利汇可以提供复合胶凝材料及其制备方法和应用专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 提供了一种复合胶凝材料及其制备方法和应用，涉及新型 建筑材料 技术领域。该复合胶凝材料包括固体粉料和液体料，其中，所述固体粉料包括赤泥、 水 硬性胶凝料、掺和料、 骨料 和 减水剂 ，所述液体料包括 碱 激发剂的水溶液。由上述原料制备得到的复合胶凝材料，通过添加赤泥的方式，不但改善了3D打印建筑材料的抗压、抗折强度，而且还有效缓解了现有 水泥 基材料 触变性 不佳， 凝结 时间较慢，无法应用于3D打印的问题。同时，变废为宝降低了3D打印建筑的成本。，下面是复合胶凝材料及其制备方法和应用专利的具体信息内容。
1.一种复合胶凝材料，其特征在于，所述复合胶凝材料包括固体粉料和液体料，其中，所述固体粉料包括赤泥、水硬性胶凝料、掺和料、骨料和减水剂；
所述液体料包括碱激发剂的水溶液。
2.根据权利要求1所述的复合胶凝材料，其特征在于，所述固体粉料，按质量百分比计，主要由以下组分组成：赤泥15～25wt％、水硬性胶凝料0～7wt％、掺和料9～25wt％、骨料45～75wt％和减水剂1～5wt％。
3.根据权利要求1所述的复合胶凝材料，其特征在于，所述碱激发剂的水溶液，按质量百分比计，主要由以下组分组成：碱激发剂20～25wt％和水75～80wt％；
优选的，所述碱激发剂的水溶液，按质量百分比计，主要由以下组分组成：碱激发剂22～24wt％和水76～78wt％；
更优选的，所述碱激发剂为硅酸钠。
4.根据权利要求1所述的复合胶凝材料，其特征在于，所述固体粉料和液体料的质量比为(80～120)：(16～20)，优选为100：(16～20)。
5.根据权利要求1～4任一项所述的复合胶凝材料，其特征在于，所述水硬性胶凝料包括硅酸盐水泥、硫铝酸盐水泥和铁铝酸盐水泥中的至少一种；
优选的，所述水硬性胶凝料为42.5#普通硅酸盐水泥。
6.根据权利要求1～4任一项所述的复合胶凝材料，其特征在于，所述掺和料包括粉煤灰、石灰粉和炼钢水淬渣中的至少一种；
优选的，所述掺和料为粉煤灰；
优选的，所述骨料包括铁尾矿、镍尾矿、铜尾矿和河沙中的至少一种；
更优选的，所述骨料为铁尾矿。
7.根据权利要求1～4任一项所述的复合胶凝材料，其特征在于，所述减水剂包括萘系减水剂中的至少一种，优选为FDN减水剂。
8.一种根据权利要求1～7任一项所述的复合胶凝材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：
将固体粉料和液体料混合均匀，得到复合凝胶材料。
9.根据权利要求8所述的复合胶凝材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：
(a)、将赤泥、水硬性胶凝料、掺和料骨料和减水剂混合，得到固体粉料；
(b)、将碱激发剂溶解于水中，得到液体料；
(c)、将步骤(a)得到的固体粉料与步骤(b)得到的液体料混匀，得到复合胶凝材料；
所述步骤(a)和步骤(b)的顺序可调换；
优选的，所述步骤(a)制备混合粉料前，还包括将赤泥、水硬性胶凝料、掺和料和骨料分别进行粉碎的步骤。
10.一种根据权利要求1～7任一项所述的复合胶凝材料在制备3D打印建筑中的应用。
复合胶凝材料及其制备方法和应用
技术领域
背景技术
[0002] 赤泥是制铝工业提取氧化铝时排出的污染性废渣，一般平均每生产1吨氧化铝，附带会产生1.0～2.0吨赤泥。近年来，随着炼铝工业的不断发展，每年赤泥排放量越来越大，然而现有技术中缺少相对成熟和能够规模化利用赤泥的应用技术，进而造成了大量的赤泥不能充分有效的利用，只能依靠大面积的堆场堆放，不仅占用了大量土地，还对环境造成了严重的污染。
[0003] 3D打印是一种创新的快速成型工艺，是通过3D打印机对电脑设计的3D图案进行逐层打印来构建物体。近些年来，越来越多的研究者将3D打印运用到建筑领域，通过3D打印来制造房屋、建筑等。但是现有的绝大多数3D打印建筑材料都是以水泥、砂子等原料为主制得，极少采用工业固体废弃物来制备3D打印建材，这也造成了现有3D打印建筑材料成本居高不下，严重影响了这项新技术的推广。
[0004] 有鉴于此，有必要研究开发一种可以对赤泥进行规模化利用的复合胶凝材料，并将该复合胶凝材料应用于3D打印建筑领域中，进而变废为宝，既减少了赤泥对环境的污染，又节约大量的水泥等材料，降低了3D打印建筑的成本，必将受到市场的欢迎。
发明内容
[0005] 本发明的第一目的在于提供一种复合胶凝材料，所述复合胶凝材料通过添加赤泥的方式，不但改善了3D打印建筑材料的抗压性能，而且还有效缓解了现有水泥基材料触变性不佳，无法应用于3D打印的问题。
[0006] 本发明的第二目的在于提供一种所述的复合胶凝材料的制备方法，该制备方法具有制备工艺简单、操作简便、易于实施，制备过程不需要特殊的加工设备等优点。
[0007] 本发明的第三目的在于提供一种复合胶凝材料的应用，该复合胶凝材料可以广泛应用于3D打印建筑的制备领域中。
[0009] 进一步的，所述固体粉料，按质量百分比计，主要由以下组分组成：赤泥15～25wt％、水硬性胶凝料0～7wt％、掺和料9～25wt％、骨料45～75wt％、减水剂1～5wt％。
[0010] 进一步的，所述碱激发剂的水溶液，按质量百分比计，主要由以下组分组成：碱激发剂20～25wt％和水75～80wt％；
[0011] 优选的，所述碱激发剂的水溶液，按质量百分比计，主要由以下组分组成：碱激发剂22～24wt％和水76～78wt％；
[0013] 进一步的，所述固体粉料和液体料的质量比为(80～120)：(16～20)，优选为100：(16～20)。
[0015] 优选的，所述水硬性胶凝料为42.5#普通硅酸盐水泥。
[0017] 优选的，所述掺和料为粉煤灰。
[0019] 更优选的，所述骨料为铁尾矿。
[0020] 进一步的，所述减水剂包括萘系减水剂中的至少一种，优选为FDN减水剂。
[0021] 本发明提供的一种上述复合胶凝材料的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
[0022] 将固体粉料和液体料混合均匀，得到复合凝胶材料。
[0023] 进一步的，所述制备方法包括以下步骤：
[0024] (a)、将赤泥、水硬性胶凝料、掺和料骨料和减水剂混合，得到固体粉料；
[0025] (b)、将碱激发剂溶解于水中，得到液体料；
[0026] (c)、将步骤(a)得到的固体粉料与步骤(b)得到的液体料混匀，得到复合胶凝材料；
[0027] 所述步骤(a)和步骤(b)的顺序可调换；
[0028] 优选的，所述步骤(a)制备混合粉料前，还包括将赤泥、水硬性胶凝料、掺和料和骨料分别进行粉碎的步骤。
[0029] 本发明提供的一种根据上述复合胶凝材料在制备3D打印建筑中的应用。
[0030] 与现有技术相比，本发明的有益效果为：
[0031] 本发明提供的复合胶凝材料，所述复合胶凝材料包括固体粉料和液体料，其中，所述固体粉料包括赤泥、水硬性胶凝料、掺和料、骨料和减水剂，所述液体料包括碱激发剂的水溶液。由上述原料制备得到的复合胶凝材料，通过添加赤泥的方式，不但改善了3D打印建筑材料的抗压、抗折强度，而且还有效缓解了现有水泥基材料触变性不佳，凝结时间较慢，无法应用于3D打印的问题。同时，变废为宝还降低了3D打印建筑的成本。
[0032] 本发明提供的复合胶凝材料的制备方法，上述制备方法将赤泥、水硬性胶凝料、掺和料、骨料、减水剂和碱激发剂的水溶液混合均匀，得到复合凝胶材料。该制备方法具有制备工艺简单、操作简便、易于实施，制备过程不需要特殊的加工设备等优点。
[0033] 本发明提供的复合胶凝材料可以广泛应用于3D打印建筑的制备领域中。
具体实施方式
[0034] 下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0035] 根据本发明的一个方面，一种复合胶凝材料，所述复合胶凝材料包括固体粉料和液体料，其中：
[0036] 所述固体粉料包括赤泥、水硬性胶凝料、掺和料、骨料和减水剂；
[0037] 所述液体料包括碱激发剂的水溶液。
[0038] 本发明提供的复合胶凝材料，所述复合胶凝材料包括固体粉料和液体料，其中，所述固体粉料包括赤泥、水硬性胶凝料、掺和料、骨料和减水剂，所述液体料包括碱激发剂的水溶液。由上述原料制备得到的复合胶凝材料，通过添加赤泥的方式，不但改善了3D打印建筑材料的抗压、抗折强度，而且还有效缓解了现有水泥基材料触变性不佳，凝结时间较慢，无法应用于3D打印的问题。同时，变废为宝还降低了3D打印建筑的成本。
[0039] 在本发明的一种优选实施方式中，所述固体粉料，按质量百分比计，主要由以下组分组成：赤泥15～25wt％、水硬性胶凝料0～7wt％、掺和料9～25wt％、骨料45～75wt％、减水剂1～5wt％。
[0040] 上述赤泥典型但非限制性的优选实施方案为：15wt％、16wt％、17wt％、18wt％、19wt％、20wt％、21wt％、22wt％、23wt％、24wt％和25wt％；上述水硬性胶凝料典型但非限制性的优选实施方案为：0wt％、1wt％、2wt％、3wt％、4wt％、5wt％、6wt％和7wt％；上述掺和料典型但非限制性的优选实施方案为：9wt％、10wt％、12wt％、15wt％、18wt％、20wt％、
22wt％和25wt％；上述骨料典型但非限制性的优选实施方案为：45wt％、50wt％、55wt％、
60wt％、65wt％、70wt％和75wt％；上述减水剂典型但非限制性的优选实施方案为：1wt％、
2wt％、3wt％、4wt％和5wt％；
22wt％和25wt％；上述骨料典型但非限制性的优选实施方案为：45wt％、50wt％、55wt％、
60wt％、65wt％、70wt％和75wt％；上述减水剂典型但非限制性的优选实施方案为：1wt％、
2wt％、3wt％、4wt％和5wt％；
[0041] 上述固体粉料中赤泥、水硬性胶凝料、掺和料、骨料、减水剂和任选的助剂之和为100wt％。
[0042] 在本发明的一种优选实施方式中，所述碱激发剂的水溶液，按质量百分比计，主要由以下组分组成：碱激发剂20～25wt％和水75～80wt％；
[0043] 上述碱激发剂的水溶液中碱激发剂、水和任选的助剂之和为100wt％。
[0044] 上述碱激发剂典型但非限制性的优选实施方案为：20wt％、21wt％、22wt％、23wt％、24wt％和25wt％；上述水典型但非限制性的优选实施方案为：75wt％、76wt％、
77wt％、78wt％、79wt％和80wt％。
77wt％、78wt％、79wt％和80wt％。
[0045] 优选的，所述碱激发剂的水溶液，按质量百分比计，主要由以下组分组成：碱激发剂22～24wt％和水76～78wt％；
[0046] 本发明中，通过对各组分原料用量比例的进一步调整和优化，从而进一步优化了本发明复合胶凝材料的技术效果。
[0047] 更优选的，所述碱激发剂为硅酸钠。
[0048] 作为一种优选的实施方式，上述碱激发剂为硅酸钠，硅酸钠俗称泡花碱、水玻璃，是一种水溶性硅酸盐。所述硅酸钠可以固定住胶凝材料中的碱，提高胶凝材料的耐久性能。
[0049] 在本发明的一种优选实施方式中，所述硅酸钠水溶液(水玻璃)的模数为1.3～2.3。作为一种优选的实施方式，硅酸钠水溶液的模数选择能够有效提高胶凝材料的力学性能，模数过高或过低都会对胶凝材料的力学性能有较大的影响。
[0050] 上述水玻璃的模数典型但非限制性的优选实施方案为：1.3、1.5、1.8、2.0、2.1和2.3。
[0051] 在本发明的一种优选实施方式中，所述固体粉料和液体料的质量比为(80～120)：(16～20)，优选为100：(16～20)。
[0052] 上述固体粉料和液体料的质量比典型但非限制性的优选实施方案为：80：16、80：18、80：20、100：16、100：18、100：20、120：16、120：18和120：20。
[0053] 作为一种优选的实施方式，上述固体粉料和液体料以上述质量比复配后得到的胶凝材料具有很好的强度和凝结时间，可以充分满足3D打印建筑的需求。
[0054] 在本发明的一种优选实施方式中，所述水硬性胶凝料包括硅酸盐水泥、硫铝酸盐水泥和铁铝酸盐水泥中的至少一种；
[0055] 作为一种优选的实施方式，上述水硬性胶凝料包括硅酸盐水泥、硫铝酸盐水泥和铁铝酸盐水泥中的至少一种。上述硫铝酸盐水泥和铁铝酸盐水泥均为快硬水泥，将其与硅酸盐水泥混合后可以有效加快胶凝材料的凝结时间，从而适应于3D打印建筑对胶凝材料触变性的要求。
[0056] 优选的，所述水硬性胶凝料为硅酸盐水泥和硫铝酸盐水泥的混合物；
[0057] 优选的，所述硅酸盐水泥为42.5#普通硅酸盐水泥。
[0058] 在本发明的一种优选实施方式中，所述掺和料包括粉煤灰、石灰粉和炼钢水淬渣中的至少一种；
[0059] 作为一种优选的实施方式，上述掺和料包括粉煤灰、石灰粉和炼钢水淬渣中的至少一种，所述掺和料的粒径为100～200um。
[0060] 上述掺和料的粒径典型但非限制性的优选实施方案为：100um、120um、140um、160um、180um和200um。
[0061] 优选的，所述掺和料为粉煤灰。
[0062] 优选的，所述骨料包括铁尾矿、镍尾矿、铜尾矿和河沙中的至少一种；
[0063] 作为一种优选的实施方式，上述骨料包括铁尾矿、镍尾矿、铜尾矿和河沙中的至少一种，所述骨料的粒径为5～20mm。
[0064] 上述骨料的粒径典型但非限制性的优选实施方案为：5mm、8mm、10mm、12mm、15mm、18mm和20mm。
[0065] 更优选的，所述骨料为铁尾矿。
[0066] 在本发明的一种优选实施方式中，所述减水剂包括萘系减水剂中的至少一种；
[0067] 作为一种优选的实施方式，上述减水剂为萘系高效减水剂中的至少一种。所述萘系高效减水剂为萘磺酸盐甲醛缩合物，对水泥粒子有很强的分散作用。
[0068] 优选的，所述减水剂为FDN减水剂。FDN减水剂主要成分为β-萘磺酸盐甲醛缩合物，具有较强的分散作用，同时与赤泥和钢渣粉料等原料复配后不产生腐蚀作用。
[0069] 根据本发明的一个方面，一种上述复合胶凝材料的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
[0070] 将固体粉料和液体料混合均匀，得到复合凝胶材料。
[0071] 本发明提供的复合胶凝材料的制备方法，上述制备方法将固体粉料和液体料混合均匀，得到复合凝胶材料。该制备方法具有制备工艺简单、操作简便、易于实施，制备过程不需要特殊的加工设备等优点。
[0072] 在本发明的一种优选实施方式中，所述制备方法包括以下步骤：
[0073] (a)、将赤泥、水硬性胶凝料、掺和料骨料和减水剂混合，得到固体粉料；
[0074] (b)、将碱激发剂溶解于水中，得到液体料；
[0075] (c)、将步骤(a)得到的固体粉料与步骤(b)得到的液体料混匀，得到复合胶凝材料；
[0076] 所述步骤(a)和步骤(b)的顺序可调换；
[0077] 作为一种优选的实施方式，上述步骤(a)制备混合粉料前，还包括将赤泥、水硬性胶凝料、掺和料和骨料分别进行粉碎的步骤。
[0078] 优选的，所述骨料的粒径为2～5mm；
[0079] 优选的，所述赤泥、水硬性胶凝料和掺和料的粒径为50～75μm。
[0080] 根据本发明的一个方面，一种根据上述复合胶凝材料在制备3D打印建筑中的应用。
[0081] 本发明提供的复合胶凝材料可以广泛应用于3D打印建筑的制备领域中。
[0082] 下面将结合实施例和对比例对本发明的技术方案进行进一步地说明。
[0083] 实施例1
[0084] 一种用于3D打印建筑的复合胶凝材料，按质量份数计，所述复合胶凝材料包括固体粉料和液体料，其中：
[0085] 所述固体粉料，按质量百分比计，由以下组分组成：赤泥15wt％、粉煤灰9wt％、铁尾矿75wt％、FDN减水剂1wt％；
[0086] 所述碱激发剂的水溶液，按质量百分比计，由以下组分组成：硅酸钠20wt％和水80wt％；
[0087] 所述固体粉料和液体料的质量比为100：16；
[0088] 上述用于3D打印建筑的复合胶凝材料的制备方法，包括以下步骤：
[0089] (a)、将赤泥、掺和料、骨料和FDN减水剂混合，得到固体粉料；
[0090] (b)、将步骤(a)得到的固体粉料与碱激发剂的水溶液混匀，得到复合胶凝材料。
[0091] 实施例2
[0092] 一种用于3D打印建筑的复合胶凝材料，按质量份数计，所述复合胶凝材料包括固体粉料和液体料，其中：
[0093] 所述固体粉料，按质量百分比计，由以下组分组成：赤泥25wt％、42.5#普通硅酸盐水泥7wt％、粉煤灰9wt％、铁尾矿58wt％、FDN减水剂1wt％；
[0094] 所述碱激发剂的水溶液，按质量百分比计，由以下组分组成：硅酸钠25wt％和水75wt％；
[0095] 所述固体粉料和液体料的质量比为100：20；
[0096] 本实施例制备方法同实施例1。
[0097] 实施例3
[0098] 一种用于3D打印建筑的复合胶凝材料，按质量份数计，所述复合胶凝材料包括固体粉料和液体料，其中：
[0099] 所述固体粉料，按质量百分比计，由以下组分组成：赤泥18wt％、42.5#普通硅酸盐水泥2wt％、粉煤灰14wt％、铁尾矿65wt％、FDN减水剂1wt％；
[0100] 所述碱激发剂的水溶液，按质量百分比计，由以下组分组成：硅酸钠22wt％和水78wt％；
[0101] 所述固体粉料和液体料的质量比为90：18；
[0102] 本实施例制备方法同实施例1。
[0103] 实施例4
[0104] 一种用于3D打印建筑的复合胶凝材料，按质量份数计，所述复合胶凝材料包括固体粉料和液体料，其中：
[0105] 所述固体粉料，按质量百分比计，由以下组分组成：赤泥22wt％、42.5#普通硅酸盐水泥5wt％、粉煤灰9wt％、铁尾矿63wt％、FDN减水剂1wt％；
[0106] 所述碱激发剂的水溶液，按质量百分比计，由以下组分组成：硅酸钠24wt％和水76wt％；
[0107] 所述固体粉料和液体料的质量比为120：20；
[0108] 本实施例制备方法同实施例1。
[0109] 实施例5
[0110] 一种用于3D打印建筑的复合胶凝材料，按质量份数计，所述复合胶凝材料包括固体粉料和液体料，其中：
[0111] 所述固体粉料，按质量百分比计，由以下组分组成：赤泥20wt％、42.5#普通硅酸盐水泥4wt％、粉煤灰9wt％、铁尾矿66wt％、FDN减水剂1wt％；
[0112] 所述碱激发剂的水溶液，按质量百分比计，由以下组分组成：硅酸钠23wt％和水77wt％；
[0113] 所述固体粉料和液体料的质量比为100：18；
[0114] 本实施例制备方法同实施例1。
[0115] 实施例6
[0116] 一种用于3D打印建筑的复合胶凝材料，按质量份数计，所述复合胶凝材料包括固体粉料和液体料，其中：
[0117] 所述固体粉料，按质量百分比计，由以下组分组成：赤泥30wt％、42.5#普通硅酸盐水泥5wt％、粉煤灰4wt％、铁尾矿60wt％、FDN减水剂1wt％；
[0118] 所述碱激发剂的水溶液，按质量百分比计，由以下组分组成：硅酸钠23wt％和水77wt％；
[0119] 所述固体粉料和液体料的质量比为100：18；
[0120] 本实施例制备方法同实施例1。
[0121] 实施例7
[0122] 一种用于3D打印建筑的复合胶凝材料，按质量份数计，所述复合胶凝材料包括固体粉料和液体料，其中：
[0123] 所述固体粉料，按质量百分比计，由以下组分组成：赤泥10wt％、42.5#普通硅酸盐水泥5wt％、粉煤灰4wt％、铁尾矿80wt％、FDN减水剂1wt％；
[0124] 所述碱激发剂的水溶液，按质量百分比计，由以下组分组成：硅酸钠23wt％和水77wt％；
[0125] 所述固体粉料和液体料的质量比为100：18；
[0126] 本实施例制备方法同实施例1。
[0127] 实施例8
[0128] 一种用于3D打印建筑的复合胶凝材料，按质量份数计，所述复合胶凝材料包括固体粉料和液体料，其中：
[0129] 所述固体粉料，按质量百分比计，由以下组分组成：赤泥25wt％、42.5#普通硅酸盐水泥10wt％、粉煤灰4wt％、铁尾矿60wt％、FDN减水剂1wt％；
[0130] 所述碱激发剂的水溶液，按质量百分比计，由以下组分组成：硅酸钠23wt％和水77wt％；
[0131] 所述固体粉料和液体料的质量比为100：18；
[0132] 本实施例制备方法同实施例1。
[0133] 实施例9
[0134] 一种用于3D打印建筑的复合胶凝材料，按质量份数计，所述复合胶凝材料包括固体粉料和液体料，其中：
[0135] 所述固体粉料，按质量百分比计，由以下组分组成：赤泥20wt％、42.5#普通硅酸盐水泥12wt％、石灰粉9wt％、镍尾矿58wt％、FDN减水剂1wt％；
[0136] 所述碱激发剂的水溶液，按质量百分比计，由以下组分组成：硅酸钠23wt％和水77wt％；
[0137] 所述固体粉料和液体料的质量比为100：18；
[0138] 上述用于3D打印建筑的复合胶凝材料的制备方法，包括以下步骤：
[0139] (a)、将赤泥、水硬性胶凝料、掺和料骨料和FDN减水剂混合，得到固体粉料；
[0140] (b)、将步骤(a)得到的固体粉料与碱激发剂的水溶液混匀，得到复合胶凝材料。
[0141] 实施例10
[0142] 一种用于3D打印建筑的复合胶凝材料，按质量份数计，所述复合胶凝材料包括固体粉料和液体料，其中：
[0143] 所述固体粉料，按质量百分比计，由以下组分组成：赤泥20wt％、42.5#普通硅酸盐水泥5wt％、炼钢水淬渣20wt％、河沙54wt％、FDN减水剂1wt％；
[0144] 所述碱激发剂的水溶液，按质量百分比计，由以下组分组成：硅酸钠23wt％和水77wt％；
[0145] 所述固体粉料和液体料的质量比为100：18；
[0146] 上述用于3D打印建筑的复合胶凝材料的制备方法，包括以下步骤：
[0147] (a)、将赤泥、水硬性胶凝料、掺和料骨料和FDN减水剂混合，得到固体粉料；
[0148] (b)、将步骤(a)得到的固体粉料与碱激发剂的水溶液混匀，得到复合胶凝材料。
[0149] 实验例1
[0150] 为表明本发明复合胶凝材料不但具有改善了3D打印建筑的抗压性能的效果，而且还能有效缓解现有水泥基材料触变性不佳，无法应用于3D打印的问题。现特将本发明实施例1～10制备得到的复合胶凝材料进行抗压、抗折强度的检测，其结果如下表1所示：
[0151] 表1：本发明实施例1～10复合胶凝材料的检测数据
[0152]
[0153]
[0154] 由此可知，本发明制备得到的复合胶凝材料，通过添加赤泥的方式，大幅减少了水硬性胶凝料的用量，不但改善了3D打印建筑的抗压性能，增加了3D打印建筑的抗压、抗折强度，而且还有效缓解了现有水泥基材料触变性不佳，凝结时间较慢，无法应用于3D打印的问题。同时，变废为宝还降低了3D打印建筑的成本。特别是本发明实施例1～5制备得到的胶凝材料，其28天抗压强度≥32.5MPa，28天抗折强度≥8.3MPa。
[0155] 实验例2
[0156] 为表明本发明制备得到复合胶凝材料具有使用安全的特点，现将实施例1～5制备得到的复合胶凝材料进行浸出毒性检测，并参考美国危险废物鉴别标准(EPA TCLP)和我国生活饮用水卫生标准(GB 5749-2006)的限值进行比较，其结果如表2所示：
[0157] 表2：本发明实施例1～5复合胶凝材料浸出毒性检测结果
[0158]
[0159]
[0160] 由上表可知，本申请制备得到的复合胶凝材料没有浸出毒性。虽然实施例1～5中的砷、汞和铅含量略高于GB 5749-2006的限值，但GB 5749-2006实际上是一种饮用水质量标准，其限值极低。而EPA TCLP的监管限制更适合于评价胶凝材料中的As、Ba、Cd、Cr、Pb、Hg等主要重金属残留，从而验证固体废弃物的提取毒性。由上述表2可知，实施例1～5制得的复合胶凝材料，其As、Ba、Cd、Cr、Pb、Hg含量远低于EPA TCLP的限值，特别是汞的含量仅为0.0015～0.002之间，远低于0.2mg/L的极限。通过EPA对汞的分析，可以认为本申请制备得到的复合胶凝材料重金属浸出含量极低，对环境无害。
[0161] 最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
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