[发明专利]基于3D打印和硼硅酸盐玻璃的脱硫排烟烟囱建造方法

摘要

本发明公开了属于土木工程和环境保护技术领域的一种基于3D打印和硼硅酸盐玻璃的脱硫排烟烟囱建造方法。首先，根据烟囱的排烟功能要求和碳化硅增强硼硅酸盐玻璃的力学性能，计算烟囱的尺寸并在计算机生成烟囱的数字化3D模型，然后使用碳化硅纤维增强的硼硅酸盐玻璃作为建筑材料，以3D打印技术作为成型手段来制备脱硫排烟烟囱；本发明使用碳化硅纤维增强的硼硅酸盐玻璃具有耐高温性能好、热膨胀系数小、抗温度变形能力好和抗硫酸侵蚀能力强的特点，同时使用3D打印的手段建造的烟囱是一个整体，因此无接缝和缝隙，无渗漏的风险，具有施工效率高和自动化的特点，避免了人力施工、施工环境和个人操作水平而带来的缺陷。

主权项

一种基于3D打印和硼硅酸盐玻璃的脱硫排烟烟囱建造方法，其特征在于，使用碳化硅纤维增强的硼硅酸盐玻璃作为建筑材料，以3D打印技术作为成型手段来制备脱硫排烟烟囱；其中，碳化硅纤维与硼硅酸盐玻璃的质量比为(2‑5):100； 所述3D打印是一种基于计算机控制的成型技术，该技术以计算机内的3D数字化模型作为控制参数和成型目标，运用非金属熔体和非金属纤维作为建筑材料，通过打印机的喷头来逐层打印并成型对象的一种方法； 所述硼硅酸盐玻璃是以氧化钠Na2O、氧化硼B2O3和二氧化硅SiO2作为组分，其摩尔比例为Na2O:B2O3:SiO2=1:(0.7‑1):(5‑6.5)，加热至950‑1100℃制备成熔体，然后进行成型和冷却而形成硼硅酸盐玻璃；在硼硅酸盐玻璃中，Na2O的存在使得B2O3由硼氧三面体转变为硼氧四面体，导致B2O3从二维的层状结构转变为三维的网状结构，因而使得硼硅酸盐玻璃表现出热膨胀系数小、热稳定性好和化学稳定性高的特点； 所述碳化硅纤维是以有机硅化合物为原料经纺丝、碳化或气相沉积而制得具有β‑碳化硅结构的一种无机纤维，它具有化学稳定性好、热膨胀系数小和耐热性能高的特点，其使用温度达1200℃以上，同时，碳化硅纤维具有抗拉强度达2000MPa以上，弹性模量达200GPa以上，因此，碳化硅纤维主要用作耐高温材料和复合材料体系中的增强材料。