CN106746785A - 一种低收缩早强型矿山充填胶凝材料 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种低收缩早强型矿山充填胶凝材料。其组成及重量百分比如下：矿渣粉50％～90％，水泥或水泥熟料5％～25％，矿物外加剂1％～30％，石膏0％～10％，碱性激发剂0.5％～10％，减缩防裂材料0.1％～10％。本发明解决了矿渣基碱激发材料应用于矿山全尾砂充填，当充填料浆浓度较低时，特别是在养护不当的情况下，易造成充填体收缩大、开裂、凝结缓慢、强度低的问题。利用该材料代替水泥应用于矿山充填，对于不同浓度尾砂(55％‑80％)均有较好的适应性，充填体凝结快、强度高、收缩小。

Description

一种低收缩早强型矿山充填胶凝材料
技术领域
本发明涉及一种矿渣基碱激发胶凝材料，主要应用于矿山充填领域。
背景技术
在矿山开采过程中，胶结充填采矿法是目前使用最普遍和最推崇的方法。矿渣基碱激发材料作为一种胶凝材料应用于矿山充填中具有原料来源广泛、数量巨大，对尾砂中细粒部分宽容性大，强度高，在一定的浓度下料浆不离析分层，且沁水量小等特点，成为不少矿山单位选择充填胶凝材料的优先选择。然而同硅酸盐水泥相比，矿渣基碱激发材料收缩较大。在料浆浓度较低时，特别是在养护不当的情况下，易造成充填体收缩大、开裂、凝结缓慢的现象，严重影响着矿渣碱激发材料在充填材料中的应用。
外加剂和其他改善混凝土性能的材料被称为混凝土的第五和第六组分，是制备高性能混凝土必不可少的组成材料，在现代混凝土技术中发挥着重要的作用。现有的外加剂技术主要是针对硅酸盐水泥等常用水泥研发的，在碱激发材料及含细颗粒较多的矿山充填材料中适应性较差。因此，研发适合于矿渣基碱激发材料的外加剂及其他改善材料是制备流动性好、凝结速度快、早期强度高、后期强度稳定、泌水少、收缩小，满足矿山充填要求的，高性能化充填材料的必然趋势。
发明内容
1、本发明克服了矿渣基碱激发材料在料浆低浓度充填条件下，易沉缩开裂及凝结时间长的问题，提高了充填体强度。
2、本发明的机理：在水溶液中，碱性物质能够激发粒化高炉矿渣粉潜在活性，生成的碱激发胶凝材料其抗压抗折强度、抗酸碱侵蚀性、抗冻融性、抗碳化等性能均优于普通硅酸盐水泥。然而碱激发材料收缩较大。减缩防裂材料中，膨胀剂能够产生一定的膨胀，补偿材料的收缩；减缩剂能够降低孔溶液的表面张力，减少胶凝材料的收缩；纤维类材料能够阻断泌水孔道，防止干缩，增强材料的保水性；这些材料能够很好的降低矿渣碱激发材料的收缩性能，减少开裂。
3、本发明的低收缩早强型矿山充填胶凝材料能够同充填骨料以不同比例混合制备成浓度为55％-80％料浆，经泵送或自流输送至采空区进行充填。
5、用该材料制备的充填体强度是同比例条件下水泥充填体的2倍以上；同时具有凝结快、收缩率低等性能。成本较低。
6、本发明的材料制备简单，只需将各种材料按比例混匀即可。
具体实施方式
下面结合实例对本发明做进一步说明，但本发明的实施方式不限于此。除非另有说明，以下实施例中的百分比均为重量百分比。
实施例一：
将组成和配比为66.5％矿渣粉、10％硅酸盐水泥、6％铝酸盐水泥、10％粉煤灰、5％石膏、2％偏硅酸钠和0.5％的4mm长度的聚丙烯纤维混合均匀，制备成矿渣基碱激发材料。在尾砂(该尾砂较细)浓度为60％的情况下，将不同灰砂比(1∶6、1∶12)的该材料同尾砂混合均匀。检测该材料的物理性能。下表为利用该材料制备的料浆同水泥制备料浆的对比情况。
实施例二：
将组成和配比为64％矿渣粉、10％硅酸盐水泥、5％硅灰、5％石膏、10％生石灰、6％膨胀剂混合均匀，制备成矿渣基碱激发材料。在尾砂浓度为70％的情况下，将不同灰砂比(1∶10、1∶15)的该材料同尾砂混合均匀。检测该材料的物理性能。下表为利用该材料制备的料浆同水泥制备料浆的对比情况。

Claims (7)

1.一种低收缩早强型矿山充填胶凝材料，其特征在于，该材料由以下材料混合均化而成，其组成及配比为：矿渣粉50％～90％，水泥或水泥熟料5％～25％，矿物外加剂1％～30％，石膏0％～10％，碱性激发剂0.5％～10％，减缩防裂材料0.1％～10％。
2.根据权利要求1所述的低收缩早强型矿山充填胶凝材料，其特征在于，所述矿渣粉为炼铁的副产品-粒化高炉矿渣经淬冷、烘干、破碎粉磨而成的矿渣微粉，细度按比表面积控制在300m2/kg以上。
3.根据权利要求1所述的低收缩早强型矿山充填胶凝材料，其特征在于，所述的水泥或水泥熟料为硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、复合水泥、铝酸盐水泥、硫铝酸盐水泥或其熟料粉中的一种或多种；其中熟料粉为熟料粉磨而成，细度按比表面积控制在350m2/kg以上。
4.根据权利要求1所述的低收缩早强型矿山充填胶凝材料，其特征在于，所述的矿物外加剂为粉煤灰、硅灰、黏土、磷渣粉、锂渣粉、固硫灰、钢渣粉、石灰石粉中一种或多种。所有材料均为烘干后产品，细度按比表面积控制在300m2/kg以上。
5.根据权利要求1所述的低收缩早强型矿山充填胶凝材料，其特征在于，所述的石膏为硬石膏、二水石膏、半水石膏、磷石膏、脱硫石膏中的一种或多种。
6.根据权利要求1所述的低收缩早强型矿山充填胶凝材料，其特征在于，所述的碱性激发剂为硅酸钠、生石灰、氢氧化钠中的一种或多种。其中，固体材料需粉磨到一定细度后使用。
7.根据权利要求1所述的低收缩早强型矿山充填胶凝材料，其特征在于，所述的减缩防裂材料为膨胀剂、减缩剂、纤维材料中的一种或多种。
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