CN103979915A - 一种粉煤灰基充填材料 - Google Patents

Abstract

本发明涉及应用在建筑业地建筑材料，具体属于无机硅酸盐水泥材料，特别为一种粉煤灰基充填材料，由以下重量份的成分构成：脱硫石膏30～40份，粉煤灰40～50份，普通硅酸盐水泥5～10份，固化剂1份，膨胀剂0.5份，促凝剂0.5份；其中，固化剂为石灰，促凝剂为硫酸钠或硫酸钾，膨胀剂为普通引气剂。本发明设计合理，绝对阻燃、安全且成本较低。

Description

一种粉煤灰基充填材料

技术领域

本发明涉及应用在建筑业、地下空洞、地下采空区的建筑材料，具体属于无机硅酸盐水泥材料，特别为一种粉煤灰基充填材料。

背景技术

CN1057825公开了一种矿用高水固化支护材料，其特点是：1、由Al2O3含量高的特种水泥加少量柠檬酸兑水配制成甲料浆液和由硬石膏、生石灰、膨润土和碳酸钙加少量碳酸钠兑水配制成乙料浆液的两种浆液混合制成；2、两种浆液混合前可单独放置12～48小时不凝固，两者混合后，15～30分钟即可凝固，凝固后6小时强度达1MPa以上，24小时强度达2～4 MPa，最终强度可达6MPa以上。

CN1500762A公开了一种单浆胶结充填材料及其使用方法，单浆胶结充填材料采用硫铝酸盐水泥熟料作为基本胶凝活化材料，以生石灰为激发剂，掺入大量工业废渣经磨细制成。该产品具有膨胀性，三天强度可达18.8MPa，水灰比为1.6时，充填体不脱水。初凝时间3小时，终凝时间6小时。上述专利，虽然工艺简单，但存在水灰比较低，凝结时间较长，早期强度低，凝结时间不易控制，容易造成堵管等问题。

研究者积极研究高强硫铝水泥和铝酸盐水泥的替代材料，王新民、尹新才等在《铁铝型高水速凝充填材料物化性能的研究》中，公开了一种高水充填材料的制备，甲料使用铁铝水泥熟料，在水灰比为2.0～ 2.25：1时其8小时强度为1.0～1.2 MPa，1天强度为1.5～2.0MPa，七天强度为4.0～4.5MPa，均低于产品标准的要求。

赵传抑，胡乃联等在《充填胶凝材料的发展与应用》中公开了一种高水材料的制备，配料主要包括铝酸盐水泥、石灰、石膏、速凝剂、解凝剂、悬浮剂等。其体积含水率可高达70%以上，1h凝固强度可达0.5-l.0MPa。2h抗压强度为1.5-2.0Mpa，8h抗压强度达2.5-3.0Mpa，24h抗压强度达3.0-4.0Mpa，7d以上抗压强度可达到5.0MPa以上，最终的强度可达8.0MPa。但其需使用特殊烧制的高强度级别铝酸盐水泥熟料，制约了其的应用，使用低强度级别的铝酸盐水泥熟料，早期强度虽然也较高，但是后期强度达不到4.5MPa。

现有高水充填材料产品使用的原材料为用于生产62.5MPa以上硫铝酸盐水泥的熟料或特殊烧制的铝酸盐水泥熟料来制备甲组份，高强度级别62.5MPa以上硫铝酸盐水泥的熟料和特殊烧制的铝酸盐熟料原材料品质及煅烧要求高，国内只有少数几个厂家能够生产，不仅售价高，而且产品大部分主要销往国外，严重制约了高水充填材料在国内的推广应用。此外，现有的高水充填材料在失水后，重量减轻，表面大量泛碱，会影响表观及有可能造成环境污染。

发明内容

本发明的目的在于提供一种新型的建筑用充填材料。

本发明是采用如下技术方案实现的：

一种粉煤灰基充填材料，由以下重量份的成分构成：

脱硫石膏30～40份，粉煤灰40～50份，普通硅酸盐水泥5～10份，固化剂1份，膨胀剂0.5份，促凝剂0.5份；

其中，固化剂为石灰，促凝剂为硫酸钠或硫酸钾，膨胀剂为普通引气剂。

制备方法：将上述材料充分混合均匀即可。

脱硫石膏又称排烟脱硫石膏、硫石膏或FGD石膏，主要成分和天然石膏一样，为二水硫酸钙CaSO₄·2H₂O，含量≥93%。脱硫石膏是燃煤或油的工业企业在治理烟气中的二氧化硫后而得到的工业副产石膏，不仅有力地促进了国家环保循环经济的进一步发展，而且还大大降低了矿石膏的开采量，保护了资源。

粉煤灰，是从煤燃烧后的烟气中收捕下来的细灰，粉煤灰是燃煤电厂排出的主要固体废物。

普通硅酸盐水泥，由硅酸盐水泥熟料、5%～20%的混合材料及适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料。具有强度高、化热大，抗冻性好、干缩小，耐磨性较好、抗碳化性较好、耐腐蚀性差、不耐高温的特性。

石灰是一种以氧化钙为主要成分的气硬性无机胶凝材料。石灰是用石灰石、白云石、白垩、贝壳等碳酸钙含量高的产物，经900～1100℃煅烧而成。

引气剂的主要品种包括松香树脂类、烷基和烷基芳烃磺酸类、脂肪醇磺酸盐类、皂苷类以及蛋白质盐、石油磺盐酸等。引气剂主要用于抗冻性要求高的结构，如混凝土大坝、路面、桥面、飞机场道面等大面积易受冻的部位。

使用时，上述充填材料与水以体积比1：1混合，因本反应不吸热不放热，故反应温度常温即可。

本产品全部采用无机粉料为原料，采用脱硫石膏和粉煤灰作为基料，通过控制各种原料的比例可使初凝时间能够保证在5分钟以内，甚至降低到2～3分钟，能够较快的凝结，依靠脱硫石膏的高强度、短凝结时间和微膨胀的特性来提升强度、缩短凝结时间并抑制水泥收缩。依靠粉煤灰来降低成本并提高产品的抗水性，不仅克服了水泥充填收缩的问题，还能与水混合均匀后轻微发泡膨胀，抗水性能较佳，密闭性好，添加适量的添加剂来提高整体的性能，在14天后抗压强度可达7MPa以上。

本发明的优点如下：

1、产品粉状极细，高水配比，容易灌注。

2、产品凝结时间很短，能较快成形，缩短了充填形成强度过程中所需的时间。

3、产品强度很高，14天强度即可达到7MPa以上。

4、解决了大部分无机粉状材料的抗水性差的问题，吸水不会影响强度也不会开裂，且密闭性较好，极大的减少了因此而生的事故。

5、克服了水泥充填的收缩问题，反应伴有微小的膨胀，使矿井间隙、裂缝中也能有良好的充填效果。

本发明设计合理，绝对阻燃、安全且成本较低。

具体实施方式

下面对本发明的具体实施例进行详细说明。

实施例1

一种粉煤灰基充填材料，由以下重量份的成分构成：

脱硫石膏33份，粉煤灰50份，普通硅酸盐水泥8份，固化剂1份，膨胀剂0.5份，促凝剂0.5份；

其中，固化剂为石灰，促凝剂为硫酸钠，膨胀剂为引气剂。

上述充填材料与水以体积比1：1混合，初凝时间4.8min。

实施例2

一种粉煤灰基充填材料，由以下重量份的成分构成：

脱硫石膏30份，粉煤灰40份，普通硅酸盐水泥5份，固化剂1份，膨胀剂0.5份，促凝剂0.5份；

其中，固化剂为石灰，促凝剂为硫酸钾，膨胀剂为引气剂。

上述充填材料与水以体积比1：1混合，初凝时间3min。

实施例3

一种粉煤灰基充填材料，由以下重量份的成分构成：

脱硫石膏40份，粉煤灰45份，普通硅酸盐水泥9份，固化剂1份，膨胀剂0.5份，促凝剂0.5份；

其中，固化剂为石灰，促凝剂为硫酸钾，膨胀剂为引气剂。

上述充填材料与水以体积比1：1混合，初凝时间4min。

实施例4

一种粉煤灰基充填材料，由以下重量份的成分构成：

脱硫石膏35份，粉煤灰48份，普通硅酸盐水泥10份，固化剂1份，膨胀剂0.5份，促凝剂0.5份；

其中，固化剂为石灰，促凝剂为硫酸钠，膨胀剂为引气剂。

上述充填材料与水以体积比1：1混合，初凝时间3.5min。

实施例5

一种粉煤灰基充填材料，由以下重量份的成分构成：

脱硫石膏35份，粉煤灰45份，普通硅酸盐水泥10份，固化剂1份，膨胀剂0.5份，促凝剂0.5份；

其中，固化剂为石灰，促凝剂为硫酸钠，膨胀剂为引气剂。

上述充填材料与水以体积比1：1混合，初凝时间2min。

Claims (1)

1.一种粉煤灰基充填材料，其特征在于：由以下重量份的成分构成：

脱硫石膏30～40份，粉煤灰40～50份，普通硅酸盐水泥5～10份，固化剂1份，膨胀剂0.5份，促凝剂0.5份；

其中，固化剂为石灰，促凝剂为硫酸钠或硫酸钾，膨胀剂为普通引气剂。