[發(fā)明專利]用于崩解炭質泥巖的納米-纖維固化劑及制備、使用方法

有效

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• 申請日: 2020-10-29
• 公開（公告）號: CN112250390B
• 公開（公告）日: 2022-02-15
• 發(fā)明（設計）人: 付宏淵;陳彩營;曾鈴
• 申請（專利權）人: 長沙理工大學
• 主分類號: C04B28/04
• 分類號: C04B28/04
• 代理公司: 西安知誠思邁知識產權代理事務所(普通合伙) 61237
• 代理人: 閔媛媛

1.一種用于崩解炭質泥巖的納米-纖維固化劑，其特征在于，由以下重量份數(shù)組成：水泥30-40份，納米材料2-5份，有機質凝膠5-10份，乙二胺四乙酸二鈉0.5-1份，礦渣25-35份，纖維材料2-6份，水16-25份；

所述納米材料為納米SiO₂、納米Al₂O₃、納米CaCO₃中的任意一種與納米蒙脫土的混合物，混合質量比是1-3：1；

所述有機質凝膠材料為殼聚糖、交聯(lián)殼聚糖凝膠、殼聚糖/明膠聚電解質配合物凝膠、聚異丙基丙烯酰胺水凝膠、聚叔丁基丙烯酰胺水凝膠、聚亞甲基雙丙烯酰胺水凝膠、聚乙烯吡咯烷酮中的任意一種或質量比為1：1的任意兩種；

所述纖維材料為聚丙烯纖維、玻璃纖維、石英纖維或陶瓷纖維中的一種，單絲直徑為5-25μm，長度1-3cm。

2.根據(jù)權利要求1所述的一種用于崩解炭質泥巖的納米-纖維固化劑，其特征在于，所述玻璃纖維斷裂伸長率小于等于35%，堿含量低于8wt%，吸水率小于等于2%，斷裂強度不小于480MPa；所述石英纖維斷裂伸長率小于等于30%，抗拉強度不小于500Mpa；所述陶瓷纖維斷裂伸長率小于等于25%，抗拉強度不小于600Mpa；所述聚丙烯纖維抗拉強度不小于350Mpa，極限伸長量10%-28%。

3.根據(jù)權利要求1所述的一種用于崩解炭質泥巖的納米-纖維固化劑，其特征在于，所述礦渣為粒徑2-5mm的礦渣碎石。

4.根據(jù)權利要求1所述的一種用于崩解炭質泥巖的納米-纖維固化劑，其特征在于，所述納米材料的比表面積大于等于350m²/g，粒徑30-90nm。

5.如權利要求1所述一種用于崩解炭質泥巖的納米-纖維固化劑的制備方法，其特征在于，具體按照以下步驟進行：

S1，按照以下重量份數(shù)稱取：水泥30-40份，納米材料2-5份，有機質凝膠5-10份，乙二胺四乙酸二鈉0.5-1份，礦渣25-35份，纖維材料2-6份，水16-25份；

S2，在10-35℃下，將稱取的有機質膠凝材料與納米材料溶解于適量無水乙醇，得到充分溶解的混合液，將稱取的水的70%加入混合液中，超聲攪拌分散，制得固化劑預料；

S3，在10-35℃下，將固化劑預料、稱取的纖維材料、稱取的礦渣碎石放置攪拌機中攪拌至均勻，制得混合料；

S4，在10-35℃下，將稱取的水泥加入攪拌均勻的混合料中，攪拌一定時間至均勻，加入剩余30%的水繼續(xù)攪拌一定時間，即得土體固化劑。

6.一種用于崩解炭質泥巖的納米-纖維固化劑的使用方法，其特征在于，采用如權利要求1-4任意一項權利要求所述的一種用于崩解炭質泥巖的納米-纖維固化劑，在10-35℃下，將納米-纖維固化劑與崩解炭質泥巖置于攪拌機中，所述納米-纖維固化劑的添加量為崩解炭質泥巖質量的10-15%，加入崩解炭質泥巖質量10-12%的水，攪拌速率為500轉/分，攪拌0.1-0.2h，攪拌均勻，得到固化后的崩解炭質泥巖，即固化炭質泥巖。

7.根據(jù)權利要求6所述的一種用于崩解炭質泥巖的納米-纖維固化劑的使用方法，其特征在于，所述崩解炭質泥巖粒的最大粒徑不超過5mm。