[發明專利]一種新型高強高保水粉煤灰高水材料

在審

• 申請號: 201710280449.1
• 申請日: 2017-04-26
• 公開（公告）號: CN107417228A
• 公開（公告）日: 2017-12-01
• 發明（設計）人: 馮波;劉長武;吳帆;李曉龍;刁兆豐;孫位
• 申請（專利權）人: 四川大學
• 主分類號: C04B28/14
• 分類號: C04B28/14;C04B18/08
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于采礦領域，具體涉及煤礦開采中充填法采煤所用的長期穩定充填材料。

背景技術

礦區開采以后會帶來一系列的生態問題，其中地表沉陷尤為突出。為了減小甚至避免因開采引起的建筑物沉降等問題，一般需要對采空區進行充填。

高水材料具有凝結速度快、泵送性能好、充填接頂率高和綠色環保等特點，因此近年來在礦區的支護充填等領域得到了廣泛的應用。

傳統的高水材料存在后期強度低、原材料成本較高和受壓過程中失水嚴重等問題，后期強度較低影響了高水材料的充填壽命，受壓過程中失水嚴重會加速高水材料的破壞，這些問題都在一定程度上制約著高水材料的應用和發展。

粉煤灰是我國燃煤電廠排放量最大的工業固體廢物之一，不僅破壞了環境，也造成了資源浪費。

近年來，國家對環境和資源問題越來越重視，“綠色開采”成了今后礦區發展的主要方向，因此對粉煤灰進行資源的合理利用，同時提高高水材料的性能，這是和當前可持續發展的理念相符合的。

發明內容

本發明提供一種新型高強高保水粉煤灰高水材料，以解決當前高水材料存在的后期強度低、受壓失水嚴重和生產成本高等問題，以及粉煤灰沒有得到合理利用而造成的環境污染和資源浪費等問題。本發明的新型高強高保水高水材料在保留原有高水材料流動性好、凝結速度快、泵送性能好和充填接頂率高等優點的條件下，充分提高了其后期強度、降低了受壓失水率，并降節約了生產成本。

為了解決以上技術問題，本發明采用以下技術方案：

一種新型高強高保水粉煤灰高水材料，以質量分數計，其原料配方組成為：

甲組分中：水65%~75%，A料（硫鋁酸鹽水泥孰料15%~20%），B料（石灰4%~6%，石膏10%~15%），A-A料（緩凝劑1%~2%，懸浮劑2%~4%），B-B料（速凝劑0.1%~0.5%，早強劑1%~2%，分散劑1%~2%），且A:A-A:B:B-B=1:0.1:1:0.04。

乙組分中：粉煤灰的重量占甲組分中除水以外所有組分總重量的0%~30%（共分為7組，分別是0%、5%、10%、15%、20%、25%和30%）。

所述新型粉煤灰高水材料，其制備步驟主要如下：

S1：按上述質量分數分別稱量各組分，將硫鋁酸鹽水泥、緩凝劑和懸浮劑混合制成甲組分中的A類料，將石灰、石膏、速凝劑、早強劑和懸浮劑混合制成甲組分中的B類料；

S2：將甲組分中的A料加一定量的水后，置于攪拌機中充分攪拌5~10min，制成A漿液；同時將甲組分中的B料甲一定量水后，置于攪拌機中充分攪拌5~10min，制成B漿液；

S3：將A漿液和B漿液混合，置于攪拌機中充分攪拌5~10min，制成高水材料漿液；

S4：將按比例稱量的粉煤灰加入到上述高水材料漿液中，置于攪拌機中充分攪拌5~10min，制成粉煤灰高水材料漿液，攪拌均勻待其凝結后制成新型高強高保水粉煤灰高水試件。

進一步地，所述的硫鋁酸鹽水泥其化學成分應滿足如下條件：Cao占40-45%，Al₂O₃占28-33%，SiO₂占6-13%，SO₃占8-12%。

進一步地，所述的粉煤灰為燃煤電廠的廢棄物。

進一步地，所述的石灰為磨細生石灰，石膏為磨細熟石膏。

進一步地，步驟S2中所用水的溫度應維持在（20±3℃）。

本發明具有以下有益效果：

（1）使用大量粉煤灰作為摻料，減少了高水原材料的用量，從而節約了成本；

（2）對工業廢物粉煤灰進行回收利用，即保護了環境，又避免造成資源的浪費；

（3）相對于普通高水材料，新型高強高保水粉煤灰高水材料極大地提高了后期強度，更能滿足工程的需要；

（4）相對于普通高水材料，新型高強高保水粉煤灰高水材料降低了其受壓時的失水率，使其受壓時不會因為失水過多而迅速破壞；

（5）新型高強高保水粉煤灰高水材料施工簡單、操作方便、而且無毒無害，更加符合“綠色開采”的理念。

具體實施方式

下面結合具體的試驗對本發明（一種新型高強高保水粉煤灰高水材料）進行詳細的說明。

以下所述的實施例中各成分的用量是根據實際高水材料的需求量按比例確定的，水灰比（水的質量/高水材料原材料質量）設定為3：1。