硅铝基废弃物是一类含有高氧化硅、氧化铝的工业废弃物，其具有一定火山 灰活性或潜在火山灰活性，可以作为辅助胶凝材料或者用于生产地聚合物水泥， 给建筑行业提供更大的可持续性。本研究以硅铝基废弃物(粉煤灰、煤气化渣和 高炉矿渣等)为原材料，探索了一种制备水泥基 3D 打印材料的方法，开发出一条 硅铝基废弃物的高附加值再生循环利用途径。具体研究内容包括：硅铝基废弃物 制备铝酸盐基 3D 打印材料和硅铝基废弃物制备地聚物基 3D 打印材料。研究得 到的主要结论如下：

      1）在利用硅铝基废弃物制备铝酸盐基 3D 打印材料的研究中，成功地以粉 煤灰、煤气化渣和高炉矿渣为原料，以早强速凝的铝酸盐水泥为基质，以凹凸棒 为改性剂，制备了一系列可以满足市售 3D 打印机需求的铝酸盐基打印材料。通 过实验优化，筛选出一种高火山灰活性、颗粒粒径较小的粉煤灰，由此制备的铝 酸盐基 3D 打印材料具有良好的可挤出性和堆积性，其可堆积性评价因子为 0.797。 此外其还具有优异流变性能，在低剪切速率和高剪切速率下的表观粘度分别为： 0.95 Pa·s、104 Pa·s。其优异的触变性能主要源于硅铝基废弃物的火山灰活性、“滚 珠效应”与触变剂凹凸棒的絮凝作用。本研究制备的 3D 打印材料具有成本低、化 学稳定性好，环保无毒等优点。

      2）在利用高钙型硅铝基废弃物（粉煤灰）制备地聚物基 3D 打印材料的研究 中，成功地以粉煤灰和少量普通硅酸盐水泥为胶凝材料源，以 NaOH 为唯一碱激 发剂，制备了可以满足市售 3D 打印机需求的地聚物基打印材料。该地聚物在常 温下反应缓慢，可以利用 3D 打印将料浆打印成型。研究发现 NaOH 加入量、养 护温度、养护时间和水泥加入量对材料硬化性能有较大的影响，其最佳取值分别 为 5%、60 ℃、3d 和 10%。在该条件下制备的聚物基打印材料再生强度达到 9.75 MPa。与其他制备地聚物基 3D 打印材料的方法相比，本研究发开的方法操作简 单，对环境无毒无害，具有很高的化学稳定性，避免了使用价格昂贵、高粘度的 碱性硅酸钠，从而避免出现常温下凝固速度过快而出现层间粘接强度不足等情况。