CN105198329A - 一种高水填充材料及其制备方法和使用方法 - Google Patents

一种高水填充材料及其制备方法和使用方法 Download PDF

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本发明提出了一种高水填充材料，其原料包括A组分和B组分；所述A组分按照重量比包括：硫铝酸盐水泥700-1000份和粉煤灰150-250份；所述B组分按照重量比包括：脱硫用废渣250-500份、赤泥300-600份、膨润土300-350份、锂盐1-3份、和阴离子表面活性剂1-3份。本发明还公开了上述高水填充材料的制备方法和使用方法，将本发明的填充材料用于煤矿井下填充，废旧工业原料占总原料重量的43％以上，填充到井下，后期强度持续增长，抗风化能力强。

Description

一种高水填充材料及其制备方法和使用方法
技术领域
本发明涉及一种填充胶结材料，特别是指一种高水填充材料及其制备方法和使用方法。
背景技术
现有的传统井下充填胶结材料，组分单一，成本高。为了降低成本，将矿渣等废旧物加入原料中，但是最终得到的充填材料最终强度低，胶结粉煤灰倍数低，抗风化能力差。
发明内容
本发明提出一种高水填充材料及其制备方法和使用方法，解决了上述现有技术中填充材料强度低、胶结能力差的问题。
本发明的技术方案是这样实现的：
一种高水填充材料，其原料包括A组分和B组分；所述A组分按照重量比包括：硫铝酸盐水泥700-1000份和粉煤灰150-250份；所述B组分按照重量比包括：脱硫用废渣250-500份、赤泥300-600份、膨润土300-350份、锂盐1-3份、和阴离子表面活性剂1-3份；所述脱硫用废渣的主要成分为石膏。
进一步，所述B组分还包括：生石膏200-300重量份。
进一步，所述脱硫用废渣与所述赤泥的重量比为1:1；或所述脱硫用废渣和所述生石膏的总重量与所述赤泥的重量比为1:1。
进一步，所述硫铝酸盐水泥800份和所述粉煤灰200份；所述所述脱硫用废渣333份、所述赤泥333份、所述膨润土339份、所述锂盐2份、和所述阴离子表面活性剂2份；或，所述硫铝酸盐水泥800份和所述粉煤灰200份；所述脱硫用废渣500份、所述赤泥500份、所述膨润土339份、所述锂盐2份、和所述阴离子表面活性剂2份；或，所述硫铝酸盐水泥800份和所述粉煤灰200份；所述脱硫用废渣250份、所述生石膏250份、所述赤泥500份、所述膨润土339份、所述锂盐2份、和所述阴离子表面活性剂2份。
进一步，所述阴离子表面活性剂为烷基苯磺酸钠或烷基硫酸钠类。
本发明还涉及上述高水填充材料的制备方法，其原料包括A组分和B组分；分别将所述A组分的原料和所述B组分的原料搅拌混合，常温搅拌10-30min，得到所述高水填充材料；所述A组分按照重量比包括：硫铝酸盐水泥700-1000份和粉煤灰150-250份；所述B组分按照重量比包括：脱硫用废渣250-500份、赤泥300-600份、膨润土300-350份、锂盐1-3份、和阴离子表面活性剂1-3份；所述脱硫用废渣的主要成分为石膏。
本发明还涉及上述高水填充材料的使用方法，将所述A组分和所述B组分分别与水以1:1-3的重量比混合，分别制成浆料，再将两种所述浆料混合，搅拌均匀后，注浆施工。
本发明的有益效果为：本发明的填充材料用于煤矿井下填充，可固结粉煤灰、煤矸石、和矿尾等；废旧工业原料(包括粉煤灰、脱硫用废渣和赤泥)占总原料重量的43％以上，填充到井下，后期强度持续增长，抗风化能力强。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例中高水填充材料，其原料包括A组分和B组分；
所述A组分按照重量比包括：硫铝酸盐水泥700-1000份和粉煤灰150-250份；
所述B组分按照重量比包括：脱硫用废渣250-500份、赤泥300-600份、膨润土300-350份、锂盐1-3份、和阴离子表面活性剂1-3份；所述脱硫用废渣的主要成分为石膏。其中，硫铝酸盐水泥的型号为425、725、825或925，不包括225和325。
优选地，B组分中还包括生石膏200-300重量份。
优选地，所述脱硫用废渣与所述赤泥的重量比为1:1；或所述脱硫用废渣和所述生石膏的总重量与所述赤泥的重量比为1:1。
上述锂盐为氢氧化锂、碳酸锂等含有锂的强电解质；上述阴离子表面活性剂为烷基苯磺酸钠、烷基硫酸钠类表面活性剂，如，十二烷基苯磺酸钠、十六烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠、十六烷基硫酸钠等。与其它表面活性剂相比，烷基苯磺酸钠、烷基硫酸钠类表面活性剂其水溶性好，产生的气泡体积小，且大小均匀，对产品的强度影响较小；而且其形成微小气泡封闭了高水材料结构内毛细孔道，又在水化矿物表面形成憎水膜降低毛细管吸抽效应，可提高抗渗性15％；使高水材料密实，孔隙小，可以降低高水材料的碳化速度。烷基苯磺酸钠掺量为0.5％-2％，含气量为2％-7％；抗压强度：28天6MPa以上。
分别将上述A组分和B组分的原料混合，常温搅拌10-30min，即可得到高水填充材料，最后经计量、将A、B组分分开装袋、检验、出厂。
由于A组分和B组分混合后，在有水存在的条件下，立即产生反应，很快固结，会产生堵塞管道的后果，影响施工。因此，使用时，将上述A组分和B组分分别与水以1:1-3的重量比混合，分别制成浆料，再将两种所述浆料混合，搅拌均匀后，注浆施工。
上述各原料的配比不同，可以构成不同的实施例，具体如下。
实施例1
一种高水填充材料，其原料包括A组分和B组分；所述A组分按照重量比包括：硫铝酸盐水泥700份和粉煤灰150份；所述B组分按照重量比包括：脱硫用废渣300份、赤泥300份、膨润土300份、锂盐1份、和阴离子表面活性剂1份。分别将上述A组分和B组分的原料混合，常温搅拌10-30min，即可得到高水填充材料。使用时，将上述A组分和B组分分别与水以1:1-3的重量比混合，分别制成浆料，再将两种所述浆料混合，搅拌均匀后，注浆施工。
将本实施例中制备的高水填充材料填充到井下，其后期强度持续增长，如表1所示。
表1
注：水灰比指水与高水填充材料混合的重量比。
实施例2
一种高水填充材料，其原料包括A组分和B组分；所述A组分按照重量比包括：硫铝酸盐水泥800份和粉煤灰200份；所述B组分按照重量比包括：脱硫用废渣333份、赤泥333份、膨润土339份、锂盐2份、和阴离子表面活性剂2份。分别将上述A组分和B组分的原料混合，常温搅拌10-30min，即可得到高水填充材料。使用时，将上述A组分和B组分分别与水以1:1-3的重量比混合，分别制成浆料，再将两种所述浆料混合，搅拌均匀后，注浆施工。
将本实施例中制备的高水填充材料填充到井下，其后期强度持续增长，如表2所示。
表2
实施例3
一种高水填充材料，其原料包括A组分和B组分；所述A组分按照重量比包括：硫铝酸盐水泥800份和粉煤灰200份；所述B组分按照重量比包括：脱硫用废渣500份(或者，脱硫用废渣250份和生石膏250份，或者脱硫用废渣300份和生石膏200份)、赤泥500份、膨润土339份、锂盐2份、和阴离子表面活性剂2份。分别将上述A组分和B组分的原料混合，常温搅拌10-30min，即可得到高水填充材料。使用时，将上述A组分和B组分分别与水以1:1-3的重量比混合，分别制成浆料，再将两种所述浆料混合，搅拌均匀后，注浆施工。
将本实施例中制备的高水填充材料填充到井下，其后期强度持续增长，如表3所示。
表3
实施例4
一种高水填充材料，其原料包括A组分和B组分；所述A组分按照重量比包括：硫铝酸盐水泥900份和粉煤灰215份；所述B组分按照重量比包括：脱硫用废渣400份、赤泥400份、膨润土310份、锂盐2份、和阴离子表面活性剂3份。分别将上述A组分和B组分的原料混合，常温搅拌10-30min，即可得到高水填充材料。使用时，将上述A组分和B组分分别与水以1:1-3的重量比混合，分别制成浆料，再将两种所述浆料混合，搅拌均匀后，注浆施工。
将本实施例中制备的高水填充材料填充到井下，其后期强度持续增长，如表4所示。
表4
实施例5
一种高水填充材料，其原料包括A组分和B组分；所述A组分按照重量比包括：硫铝酸盐水泥1000份和粉煤灰250份；所述B组分按照重量比包括：脱硫用废渣300份、生石膏300份、赤泥600份、膨润土350份、锂盐3份、和阴离子表面活性剂1份。分别将上述A组分和B组分的原料混合，常温搅拌10-30min，即可得到高水填充材料。使用时，将上述A组分和B组分分别与水以1:1-3的重量比混合，分别制成浆料，再将两种所述浆料混合，搅拌均匀后，注浆施工。
将本实施例中制备的高水填充材料填充到井下，其后期强度持续增长，如表5所示。
表5
实施例6
一种高水填充材料，其原料包括A组分和B组分；所述A组分按照重量比包括：硫铝酸盐水泥800份和粉煤灰200份；所述B组分按照重量比包括：脱硫用废渣500份、赤泥350份、膨润土339份、锂盐2份、和阴离子表面活性剂2份。分别将上述A组分和B组分的原料混合，常温搅拌10-30min，即可得到高水填充材料。使用时，将上述A组分和B组分分别与水以1:1-3的重量比混合，分别制成浆料，再将两种所述浆料混合，搅拌均匀后，注浆施工。
将本实施例中制备的高水填充材料填充到井下，其后期强度持续增长，如表6所示。
表6
本发明实施例中，原料采用电厂脱硫用废渣(主要成分为石膏)和赤泥(铝厂生产氧化铝废渣)作为胶凝材料，添加膨润土、锂盐和阴离子表面活性剂，其中，添加膨润土可以使填充材料吸水稳定；锂盐可以增加填充材料的强度；阴离子表面活性剂作为引气剂，可以使填充材料防止风化，因引气剂在材料内部形成一定数量的气泡，并且这些气泡是不相通的，因此能够提高材料的耐久性和易于泵送；并且由于引气剂使材料密实孔隙率小，可降低混凝土的碳化速度。综上所述，上述原料之间相互协同作用使得本发明的产品填充到井下，后期强度持续增长，抗风化能力强。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种高水填充材料，其原料包括A组分和B组分；其特征在于，
所述A组分按照重量比包括：硫铝酸盐水泥700-1000份和粉煤灰150-250份；
所述B组分按照重量比包括：脱硫用废渣250-500份、赤泥300-600份、膨润土300-350份、锂盐1-3份、和阴离子表面活性剂1-3份；所述脱硫用废渣的主要成分为石膏。
2.根据权利要求1所述的高水填充材料，其特征在于，所述B组分还包括：生石膏200-300重量份。
3.根据权利要求2所述的高水填充材料，其特征在于，所述脱硫用废渣与所述赤泥的重量比为1:1；或所述脱硫用废渣和所述生石膏的总重量与所述赤泥的重量比为1:1。
4.根据权利要求2所述的高水填充材料，其特征在于，所述硫铝酸盐水泥800份和所述粉煤灰200份；所述所述脱硫用废渣333份、所述赤泥333份、所述膨润土339份、所述锂盐2份、和所述阴离子表面活性剂2份；或，所述硫铝酸盐水泥800份和所述粉煤灰200份；所述脱硫用废渣500份、所述赤泥500份、所述膨润土339份、所述锂盐2份、和所述阴离子表面活性剂2份；或，所述硫铝酸盐水泥800份和所述粉煤灰200份；所述脱硫用废渣250份、所述生石膏250份、所述赤泥500份、所述膨润土339份、所述锂盐2份、和所述阴离子表面活性剂2份。
5.根据权利要求1所述的高水填充材料，其特征在于，所述阴离子表面活性剂为烷基苯磺酸钠或烷基硫酸钠类。
6.一种高水填充材料的制备方法，其原料包括A组分和B组分；其特征在于，分别将所述A组分的原料和所述B组分的原料搅拌混合，常温搅拌10-30min，得到所述高水填充材料；
所述A组分按照重量比包括：硫铝酸盐水泥700-1000份和粉煤灰150-250份；所述B组分按照重量比包括：脱硫用废渣250-500份、赤泥300-600份、膨润土300-350份、锂盐1-3份、和阴离子表面活性剂1-3份；所述脱硫用废渣的主要成分为石膏。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述B组分还包括：生石膏200-300份。
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述脱硫用废渣与所述赤泥的重量比为1:1；或所述脱硫用废渣和所述生石膏的总重量与所述赤泥的重量比为1:1。
9.根据权利要求7所述的高水填充材料，其特征在于，所述硫铝酸盐水泥800份和所述粉煤灰200份；所述所述脱硫用废渣333份、所述赤泥333份、所述膨润土339份、所述锂盐2份、和所述阴离子表面活性剂2份；或，所述硫铝酸盐水泥800份和所述粉煤灰200份；所述脱硫用废渣500份、所述赤泥500份、所述膨润土339份、所述锂盐2份、和所述阴离子表面活性剂2份；或，所述硫铝酸盐水泥800份和所述粉煤灰200份；所述脱硫用废渣250份、所述生石膏250份、所述赤泥500份、所述膨润土339份、所述锂盐2份、和所述阴离子表面活性剂2份。
10.一种如权利要求1-5所述的高水填充材料的使用方法，其特征在于，将所述A组分和所述B组分分别与水以1:1-3的重量比混合，分别制成浆料，再将两种所述浆料混合，搅拌均匀后，注浆施工。
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