资料简介
摘要3D混凝土打印(3DCP)是一项新兴的数字化建造技术,可实现几何复杂结构建造,同时减少劳动力、材料浪费与模板用量。然而,3DCP的可持续性仍受限于其对硅酸盐水泥的高度依赖,而水泥是全球二氧化碳排放的主要来源之一。本研究系统考察偏高岭土(MK)与生物炭(BC)作为3DCP可持续外加剂的效果,重点关注二者对力学性能、可打印性、尺寸稳定性及环境影响的独立作用。通过全面文献调研(2015年至2025年6月),共筛选出254篇文献,其中21篇符合定量荟萃分析纳入标准,提供了95组抗压与抗折强度数据集。采用随机效应模型计算合并效应量,并结合偏倚风险与异质性分析。结果表明,力学性能得到统计学显著提升,整体合并均值比(ROM)为1.12(95%置信区间:1.06–1.20;I²=48.9%),代表所有数据集的整体力学性能效应;同时分别计算抗压与抗折强度的ROM值。荟萃回归显示,生物炭使抗压与抗折强度分别提升7%与9%,而偏高岭土提升幅度更大,分别为21%与13.4%。抗压强度最优掺量为15%–20%偏高岭土,抗折强度为10%–15%;生物炭最优掺量分别为3%–5%与2%–5%。生物炭通过熟料替代与生物固碳,可实现最高43%的二氧化碳减排。研究结果表明,偏高岭土与生物炭是互补型生态高效改性剂,可同时提升3DCP的结构性能与环境性能。未来研究应关注长期耐久性、打印参数标准化及全生命周期评估,以强化实际工程应用。关键词:3D混凝土打印;偏高岭土;生物炭;可持续性;碳封存;力学性能;辅助胶凝材料
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