镁渣是镁冶炼行业中产生的固体废弃物，水化活性较差而碳化活性优异，通过CO2养护的方式能够激发其活性。目前CO2养护的镁渣建筑制品仍然以压制和浇筑成型为主，3D打印技术具有快速成型、无模、节省材料的优点。若能将镁渣通过3D打印方式的成型再通过CO2养护提升力学性能，既能够充分利用镁渣的碳化活性，又可以发挥3D打印的优势，但相关的研究仍处于空白状态。本文首次提出利用高碳化活性的镁渣为胶凝组分，在打印完成后进行CO2养护，在短时间内即可获得具有优异力学强度的3D打印制品。基于配合比优化设计，综合考虑打印性能和力学性能制备出了一种基于CO2驱动固结且力学性能良好的镁渣基3D打印材料。
论文开展的主要工作及取得的主要成果如下：
（1）不同配比参数的流变特性以及实际打印状态的结果表明，塑性粘度在2.05 - 2.81 Pa·s之间、屈服应力在297.41 - 401.75 Pa之间为合适的打印参数范围。优选出1.0 wt.%的壳聚糖，10 wt.%的硅灰，0.1 wt.%的温轮胶为最佳配合比，制备出的镁渣基3D打印材料在CO2养护24 h后的抗压强度为88.29 MPa，具有良好的力学性能。
（2）研究预干燥处理和CO2养护制度（CO2养护时间和CO2养护分压）对镁渣基3D打印材料的碳化性能的影响。打印试块进行适当的预干燥处理后再进行CO2养护有利于提升碳化性能，确定了打印试块在CO2养护前的最佳水固比为0.09。提升CO2分压有利于提升镁渣基3D打印材料的抗压强度，在0.3 MPa 的CO2分压下的抗压强度是0 MPa的CO2分压下的1.52倍。延长CO2养护时间能够提高抗压强度，但碳化反应进行到一定程度时，对于抗压强度的提升有限。
（3）镁渣基3D打印试块在CO2养护后的产物组成及微观结构表明，CO2养护后形成了大量的方解石型碳酸钙，孔径得到了细化，多害孔级的数量明显下降，总体孔隙率显著降低。微观结构致密化和方解石型碳酸钙的形成是镁渣基3D打印材料在CO2养护后显著提升力学强度的主要原因。
（4）对温轮胶（WG）和三种不同粘度的羟丙基甲基纤维素（HPMC1、HPMC2、HPMC3，粘度HPMC1＜HPMC2＜HPMC3）四种增稠剂配比打印试块的力学性能差异进行分析。一方面，碳化反应活性：WG组＞HPMC1组＞HPMC2组＞HPMC3组，较高的碳化反应活性更有利于获得更高的碳化程度，导致CO2养护后，WG组比HPMC1组、HPMC2组、HPMC3组生成了更多的方解石型碳酸钙，从而有利于抗压强度的提升。另一方面，WG组的打印试块的孔隙无论在数量和尺寸上均明显小于HPMC1组、HPMC2组、HPMC3组。方解石型碳酸钙含量的不同和孔结构的差异导致打印试块的力学性能产生差异。
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