[發明專利]一種再生粉體復合礦山膠結充填材料及制備方法

有效

• 申請號: 201911032197.6
• 申請日: 2019-10-28
• 公開（公告）號: CN110776281B
• 公開（公告）日: 2021-05-28
• 發明（設計）人: 李召峰;戴文杰;林春金;王衍升;張健
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: C04B28/02
• 分類號: C04B28/02;C04B18/08;C04B18/14
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 王磊

本公開提供了一種再生粉體復合礦山膠結充填材料及制備方法，包括再生粉體、磷石膏、高爐礦渣、粉煤灰，所述再生粉體有水泥石粉體升溫至450～750℃進行煅燒處理獲得。解決了現有技術中充填材料成本高，資源利用率低的問題，能充分利用現有固體廢棄物，具有節約能源、制備簡單、充填效果穩定、可長距離泵送的優點，解決了廢舊混凝土中最難利用的水泥石部分的循環再生問題。

技術領域

本公開涉及建筑垃圾循環利用及礦山充填材料領域，特別涉及一種再生粉體復合礦山膠結充填材料及制備方法。

背景技術

公開該背景技術部分的信息僅僅旨在增加對本公開的總體背景的理解，而不必然被視為承認或以任何形式暗示該信息構成已經成為本領域一般技術人員所公知的現有技術。

隨著我國煤炭工業的快速發展，采空區面積不斷擴大，地表沉陷、 “三下” 壓煤問題越發突出。充填采礦工藝在防止大面積地表沉陷、解放“三下”壓煤、提高資源回采率、解決煤矸石地面堆放等方面的優勢愈加突顯，而目前充填材料主要還是以硅酸鹽水泥充當膠凝材料，以破碎后的煤矸石充當骨料，不僅價格昂貴，而且輸送性能不穩定，嚴重制約著煤礦充填的向前發展。

隨著城市化進程的加快，大量的房屋建筑面臨著拆毀重建，再次過程中，廢舊混凝土等建筑垃圾大量產生。目前我國建筑垃圾的利用率低下，大量的建筑垃圾不能充分有效的利用，主要的處理方式為地下掩埋，占用的大量的土地，并且對環境造成了嚴重的危害。所以最大限度的減少建筑垃圾的危害，實現多渠道、大數量的資源化已迫在眉睫。

國內外相關學者在建筑垃圾循環利用方面開展了部分研究工作。據本公開發明人研究發現，現有技術中主要以再生骨料的循環利用為主，而由于再生粉體存在早期強度低、凝結時間過快等不足，使得再生粉體難以進行再利用，導致建筑垃圾中水泥石廢料的再利用遲遲得不到解決。

發明內容

為了解決現有技術的不足，本公開的目的是提供一種再生粉體復合礦山膠結充填材料及制備方法，該充填材料具有穩定性更高、可長距離泵送、早期強度高、二氧化碳排放量低、膨脹性好、不倒縮等優點。

為了實現上述目的，本公開的技術方案為：

一方面，一種再生粉體復合礦山膠結充填材料，包括再生粉體、磷石膏、高爐礦渣、粉煤灰，所述再生粉體有水泥石粉體升溫至450~750℃進行煅燒處理獲得。

另一方面，一種再生粉體復合礦山膠結充填材料的制備方法，將水泥石粉體升溫至450~750℃進行煅燒處理獲得再生粉體，將再生粉體與磷石膏、高爐礦渣、粉煤灰、早強劑、減水劑、膨脹劑、穩定劑混合，然后加水攪拌，即得。

經過本公開研究發現，將水泥石粉體在450~750℃進行低溫煅燒，可以使水泥石內部已經水化了的水化硅酸鈣脫水，生成具有水化膠凝活性的β-C₂S，使得水泥石粉體成為具備膠凝活性的再生粉體。磷石膏中的二水硫酸鈣，半水硫酸鈣以及其磷酸鹽雜質對β-C₂S的水化都具備促進作用，另外還能與再生粉體中的鋁酸鹽發生反應生成鈣礬石，達到緩凝與早強的效果。高爐礦渣的礦相組成以玻璃體為主，具有很強的活性，能夠提高材料后期的力學性能。粉煤灰具有滾珠效應，能夠有效的提高漿液的流動度。本公開將再生粉體、磷石膏、高爐礦渣、粉煤灰組合后制備的充填材料具有優異的填充效果。

第三方面，一種上述制備方法獲得再生粉體復合礦山膠結充填材料。

本公開制備的充填材料中，有效成分為水泥石粉體、磷石膏、高爐礦渣、粉煤灰，均為固體廢棄物，有效利用了現有資源，更加的經濟和環保，資源利用率有效提高，而且材料中通過高溫活化、控制粒徑對水泥石粉體進行處理，可激發水泥石粉體的潛在膠凝活性，完全代替水泥充當礦山膠結充填的膠凝材料，擴寬了水泥石粉體在礦山填充領域中的應用，降低了礦山充填成本。

本公開的有益效果為：