煤矸石3D打印混凝土

废料变骨料

首次将煤矸石用作3D打印混凝土的可持续粗骨料，替代传统砂浆的高水泥用量，同时改善力学各向异性，为煤基固废的资源化利用和低碳3D打印混凝土提供新路径。

Geng, Shaobo · Chen, Zhang · 张慧 · Hai, Lu · Huang, Bo Tao · 韩云山 · Chuan-xin, Du · Huang, Yujie

Cement and Concrete Composites 2025

参数信息

最低总孔隙率

1.8 %

总孔隙率（40%掺量）

3.4 %

技术优势

孔隙率可降到1.8%

通过骨料骨架与细骨料填充效应，10%煤矸石掺量时总孔隙率最低，提升密实度与耐久潜力。

抗压各向异性更低

骨料互锁作用使3DP-CC的抗压强度各向异性低于打印砂浆；同等粗骨料含量下也低于打印天然骨料混凝土。

强度峰值超越天然骨料

抗压和抗弯强度在10%–20%煤矸石掺量达到峰值，且各方向强度均超过含40%天然骨料的打印混凝土。

应用场景

• 智能建造：用于智慧工地减少水泥用量，煤矸石打印混凝土可直接泵送与挤出成型。
• 3D打印建筑：建筑3D打印用煤矸石粗骨料替代天然骨料，降低成本且增强层间咬合。
• 混凝土3D打印：为混凝土3D打印提供可持续粗骨料，缓解传统砂浆刚度低与收缩开裂问题。
• 固废资源化：将煤矿固废煤矸石作为打印骨料，大宗消纳采矿废弃物并降低碳足迹。