[發(fā)明專利]一種堿渣基注漿填充材料

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410544966.1
• 申請日: 2014-10-15
• 公開（公告）號: CN104310941A
• 公開（公告）日: 2015-01-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉春原;陶明江;左麗明;趙夢璇;趙獻輝;朱楠;王文靜;張曉曉;趙越;閆虎成
• 申請（專利權(quán)）人: 河北工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: C04B28/26
• 分類號: C04B28/26;C04B18/30
• 代理公司: 天津翰林知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 12210
• 代理人: 胡安朋

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明的技術(shù)方案涉及制堿工業(yè)廢料組合物的建筑材料，具體地說是一種堿渣基注漿填充材料。

背景技術(shù)

在現(xiàn)有的建筑用注漿填充材料的研發(fā)中，雖然在不斷尋求和開發(fā)采用以廢料為基礎(chǔ)的注漿填充材料，然而這些組合物注漿填充材料中大多都含有水泥，不僅成本高，而且眾所周知，水泥的生產(chǎn)過程會產(chǎn)生大量的CO₂廢氣排出，嚴重污染環(huán)境。例如，《大摻量粉煤灰注漿充填材料試驗研究》(童立元,潘石.東南大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版).2002.32(4):643-647)一文報道了一種水泥-粉煤灰注漿充填材料，其中還摻有適量的水玻璃。《高速公路下采空區(qū)充填注漿治理技術(shù)研究》(王曉峰.科技情報開發(fā)與經(jīng)濟.2012.22(24):138-139)介紹了采用水泥、水、粉煤灰按照一定比率混合而成的漿液作為注漿充填材料；CN200810233536公開了一種礦山用粉煤灰基注漿充填材料，由下列質(zhì)量比的原料組成：粉煤灰40～80％，水泥10～50％，石灰5～18％，余量為摻和料。上述現(xiàn)有技術(shù)所存在的缺陷是,一來由于水泥的存在,不僅導(dǎo)致這些材料的成本高，而且間接地嚴重污染環(huán)境，二來,水泥在其中起到增強填充材料強度的主要作用。

另一方面，近年來我國純堿工業(yè)蓬勃發(fā)展，在堿廠規(guī)模逐年擴大為社會帶來巨大效益的同時，堿渣的污染問題變得愈加嚴重。以河北省為例，位于沿海地區(qū)的大化堿廠和唐山堿廠每年生產(chǎn)170萬噸堿渣。其中三友化工堿渣堆放場已堆積20多年，厚約20m，面積近362.3萬平方米，體積約7200萬立方米，道路兩側(cè)大大小小的堿渣堆放雜亂，在堿渣堆放的地方寸草不生，嚴重破壞了當?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境，威脅著當?shù)鼐用竦纳眢w健康和生活環(huán)境。而堆積在河口海岸帶處的堿渣，不僅占用大量土地資源，還嚴重地污染地下水和破壞自然景觀環(huán)境。雖然對于堿渣污染治理的研究時日已久，將堿渣用作路基填料，回填土，生產(chǎn)肥料，雖取得了一些成績，但效果不理想，這一世界性難題亟待解決，十分必要加緊研發(fā)堿渣新的用途，以便有效利用堿渣廢料，將其變廢為寶。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是：提供一種堿渣基注漿填充材料，是采用大摻量的廢料堿渣替代水泥制成的堿渣土工聚合物，既克服了現(xiàn)有注漿填充材料中因使用水泥造成的成本高和間接地嚴重污染環(huán)境的缺陷，又有效地利用了大量的堿渣廢料，將其變廢為寶。

本發(fā)明解決該技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：一種堿渣基注漿填充材料，是由70％～90％(質(zhì)量)的堿渣、10％～30％(質(zhì)量)的粉煤灰和占堿渣+粉煤灰總質(zhì)量10％(質(zhì)量)的活性劑組成的組合物；先將規(guī)定質(zhì)量百分比的所需用量的堿渣與粉煤灰混合均勻，再向其中加入占該混合物總質(zhì)量10％(質(zhì)量)的活性劑，然后攪拌均勻，即得到一種堿渣基注漿填充材料。

上述一種堿渣基注漿填充材料，所述活性劑的組成配方為占堿渣+粉煤灰總質(zhì)量0％～8％(質(zhì)量)的元明粉和占堿渣+粉煤灰總質(zhì)量2％～10％(質(zhì)量)的摩爾濃度為1.5M的水玻璃構(gòu)成。

上述一種堿渣基注漿填充材料，所述活性劑的組成配方優(yōu)選為以下四種中的任意一種：a.占堿渣+粉煤灰總質(zhì)量3％(質(zhì)量)的元明粉和占堿渣+粉煤灰總質(zhì)量7％(質(zhì)量)的摩爾濃度為1.5M的水玻璃，b.占堿渣+粉煤灰總質(zhì)量5％(質(zhì)量)的元明粉和占堿渣+粉煤灰總質(zhì)量5％(質(zhì)量)的摩爾濃度為1.5M的水玻璃，c.占堿渣+粉煤灰總質(zhì)量8％(質(zhì)量)的元明粉和占堿渣+粉煤灰總質(zhì)量2％(質(zhì)量)的摩爾濃度為1.5M的水玻璃，d.占堿渣+粉煤灰總質(zhì)量10％(質(zhì)量)的摩爾濃度為1.5M的水玻璃。

上述一種堿渣基注漿填充材料，所涉及的原材料均通過公知途徑獲得。

本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明以新的探索思路，克服了注漿充填材料必須用水泥的技術(shù)偏見，采用大摻量的工業(yè)廢料堿渣為主原料，粉煤灰為次要原料，并添加適當比例的由元明粉和元明粉組成的起激發(fā)作用的活性劑，經(jīng)攪拌混合的工藝處理，在常溫條件下通過化學(xué)反應(yīng)得到本發(fā)明的一種堿渣基注漿填充材料，是一種堿渣土工無機聚合物，該堿渣土工聚合物具有強度高、硬化快和耐酸堿腐蝕的特點。“強度高”指該新型材料抗壓強度>1.0MPa，相對于工程填充材料要求0.6-0.8MPa強度要高。利用采空區(qū)注漿填充技術(shù)，把具有充填膠結(jié)性能的本發(fā)明堿渣基注漿填充材料漿液，通過注漿管路和止?jié){系統(tǒng)注入工程充填區(qū)內(nèi)，例如礦山廢棄巷道、采空區(qū)和地下巖溶洞室等空洞注漿充填，以達到控制該充填區(qū)上覆巖層移動和地表變形以及充填區(qū)周圍巖體變形的目的，其工程性能優(yōu)于普通硅酸鹽水泥填充材料。

本發(fā)明的顯著進步如下：