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作者：张慧;张琛;黄宇劼;程志;武杰;郭欣荣;徐世烺;
单位：中北大学环境与安全工程学院;浙江大学建筑工程学院;
摘要：山西省作为中国煤矸石积存量最大的地区之一，其大宗固废的高效资源化利用已成为区域可持续发展的迫切需求。当前快速发展的3D打印建造技术，因其精确控制材料分布特性和复杂构件的免模板成型优势，为大宗固废的规模化消耗提供了创新路径。本工作采用煤矸石作为粗骨料，结合建筑3D打印技术，制备一种新型的打印煤矸石混凝土(3DP-CC)。针对煤矸石掺量为0%、10%、20%和40%的混凝土，测试其早期性能以及打印试件的抗压、三点弯曲强度，并利用X射线计算断层扫描技术观察试件内部孔隙结构。结果表明：3DP-CC抗压、三点弯曲强度和破坏模式呈现明显的各向异性特性。同时，随着煤矸石掺量增加，3DP-CC的抗压强度和三点弯曲强度亦呈现出先增高后降低的趋势。各向异性力学性能和裂纹演化的微观机制是由骨料的骨架支撑和嵌锁作用，以及孔隙微结构和层条间界面特性共同决定的。
关键词：3D打印混凝土;煤矸石;粗骨料;微细观结构;各向异性
基金资助：国家自然科学基金项目（52208296;52578336）; 山西省研究生教育创新计划研究生实践创新项目（2024SJ286）
