[发明专利]一种用于3D打印的矿渣基胶凝材料及其制备方法

权利要求书

1.一种用于3D打印的矿渣基胶凝材料，其特征在于：按照重量份数计包括以下组分：电石渣粉7-10份、细矿渣浆料 36-132份、超细矿渣浆料7.5-15份、矿渣粉0-61.6份、磷石膏5-15份、碳酸钠3-7份、触变剂0.01-0.1份、减水剂0.5-1.1份、水3.5-34.3份和河砂190-210份，所述细矿渣浆料、超细矿渣浆料、矿渣粉均为经多级处理后的矿渣，所述细矿渣浆料和矿渣粉为微米级，所述超细矿渣浆料为纳米级；所述电石渣粉的平均粒径为20-30μm；所述矿渣粉的平均粒径为13-15μm，其中粒径为14-15μm的含量20%；所述细矿渣浆料平均粒径为1-5μm，其中粒径为2-3μm的含量20%；所述超细矿渣浆料的平均粒径为0.5-1μm，其中粒径为0.7-0.9μm的含量20%。

2.如权利要求1所述的一种用于3D打印的矿渣基胶凝材料，其特征在于：所述矿渣为高炉矿渣，矿渣中Al₂O₃含量为12.3%-15%，SiO₂含量为36.9%-39%，CaO含量为38.6%-40%，MgO含量为7.5%-10%。

3.一种如权利要求1至2中任一项所述的用于3D打印的矿渣基胶凝材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

（1）将电石渣干法粉磨至平均粒径为20-30μm的电石渣粉；

（2）将矿渣粉140-150份、水70-75份、减水剂0.5-1.1份和研磨介质湿磨至得到平均粒径为1-5μm细矿渣浆料；

（3）取部分所述步骤（2）中的细矿渣浆料继续湿磨至得到平均粒径为0.5-1μm的超细矿渣浆料；

（4）将步骤（1）中得到的电石渣粉7-10份、步骤（2）中得到的细矿渣浆料36-132份、步骤（3）中得到的超细矿渣浆料7.5-15份中依次加入矿渣粉0-61.6份、磷石膏5-15份、碳酸钠3-7份、触变剂0.01-0.1份、减水剂0.5-1.1份、水3.5-34.3份和河砂190-210份在常温下混合搅拌均匀，得到用于3D打印的矿渣基胶凝材料。

4.如权利要求3所述的用于3D打印的矿渣基胶凝材料的制备方法，其特征在于：所述步骤（2）中，研磨介质为粒径为1~5 mm的氧化锆球，湿磨的转速为380-420rps。

5.根据权利要求3所述的用于3D打印的矿渣基胶凝材料的制备方法，其特征在于：所述步骤（2）和步骤（4）中，减水剂为粉体聚羧酸系高性能减水剂、液体聚羧酸系高性能减水剂、HSB脂肪族高效减水剂、萘系高效减水剂中的一种或多种。

6.根据权利要求3所述的用于3D打印的矿渣基胶凝材料的制备方法，其特征在于：所述步骤（4）中，磷石膏为磷酸生产过程的副产物，其主要成分是CaSO₄；触变剂为聚酰胺改性氢化蓖麻油和纳米红砖建筑微粉，所述纳米红砖建筑微粉为湿磨建筑微粉得到的粒径为100-200 nm的纳米红砖建筑微粉。