CN115557762B - 阻燃防漏风静电非反应环保型密封加固复合薄喷材料 - Google Patents

阻燃防漏风静电非反应环保型密封加固复合薄喷材料 Download PDF

Info

Publication number
CN115557762B
CN115557762B CN202211255032.7A CN202211255032A CN115557762B CN 115557762 B CN115557762 B CN 115557762B CN 202211255032 A CN202211255032 A CN 202211255032A CN 115557762 B CN115557762 B CN 115557762B
Authority
CN
China
Prior art keywords
parts
flame
retardant
reactive
thin spray
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202211255032.7A
Other languages
English (en)
Other versions
CN115557762A (zh
Inventor
白旭阳
严国超
李岗
李嘉骏
张家伟
相海涛
柳梧泽
梁紫栋
黄金晶
葛志国
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shanxi Chen Gong New Energy Technology Co ltd
Original Assignee
Taiyuan University of Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Taiyuan University of Technology filed Critical Taiyuan University of Technology
Priority to CN202211255032.7A priority Critical patent/CN115557762B/zh
Publication of CN115557762A publication Critical patent/CN115557762A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN115557762B publication Critical patent/CN115557762B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B28/00Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
    • C04B28/02Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing hydraulic cements other than calcium sulfates
    • C04B28/06Aluminous cements
    • C04B28/065Calcium aluminosulfate cements, e.g. cements hydrating into ettringite
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21DSHAFTS; TUNNELS; GALLERIES; LARGE UNDERGROUND CHAMBERS
    • E21D11/00Lining tunnels, galleries or other underground cavities, e.g. large underground chambers; Linings therefor; Making such linings in situ, e.g. by assembling
    • E21D11/04Lining with building materials
    • E21D11/10Lining with building materials with concrete cast in situ; Shuttering also lost shutterings, e.g. made of blocks, of metal plates or other equipment adapted therefor
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21DSHAFTS; TUNNELS; GALLERIES; LARGE UNDERGROUND CHAMBERS
    • E21D11/00Lining tunnels, galleries or other underground cavities, e.g. large underground chambers; Linings therefor; Making such linings in situ, e.g. by assembling
    • E21D11/38Waterproofing; Heat insulating; Soundproofing; Electric insulating
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2111/00Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
    • C04B2111/00034Physico-chemical characteristics of the mixtures
    • C04B2111/00146Sprayable or pumpable mixtures
    • C04B2111/00155Sprayable, i.e. concrete-like, materials able to be shaped by spraying instead of by casting, e.g. gunite
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2111/00Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
    • C04B2111/00474Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00
    • C04B2111/00724Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00 in mining operations, e.g. for backfilling; in making tunnels or galleries
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2111/00Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
    • C04B2111/20Resistance against chemical, physical or biological attack
    • C04B2111/27Water resistance, i.e. waterproof or water-repellent materials
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2111/00Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
    • C04B2111/20Resistance against chemical, physical or biological attack
    • C04B2111/28Fire resistance, i.e. materials resistant to accidental fires or high temperatures
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2111/00Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
    • C04B2111/34Non-shrinking or non-cracking materials
    • C04B2111/343Crack resistant materials
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2111/00Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
    • C04B2111/90Electrical properties
    • C04B2111/905Anti-static materials
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2201/00Mortars, concrete or artificial stone characterised by specific physical values
    • C04B2201/50Mortars, concrete or artificial stone characterised by specific physical values for the mechanical strength
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02WCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00Technologies for solid waste management
    • Y02W30/50Reuse, recycling or recovery technologies
    • Y02W30/91Use of waste materials as fillers for mortars or concrete

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Architecture (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Sealing Material Composition (AREA)

Abstract

本发明提供了一种阻燃防漏风静电非反应环保型密封加固复合薄喷材料、制备方法、喷涂方法及涂层,涉及材料技术领域,以解决高瓦斯、煤岩体破碎以及煤柱群失稳等矿井的安全防控技术问题。所述的薄喷材料配方包括,以重量份计,胶粘剂,30份~60份;胶凝材料,30份~60份;无机填料,10份~20份;早强剂,5份~8份;疏水材料,1份~2份;胶粘剂包括聚乙烯醇、醋酸乙烯聚合物以及羟丙基淀粉醚的一种;胶凝材料由质量比为1:1:1的硫铝酸盐水泥、滑石粉和碳酸镁钙组成;无机填料为高岭土;早强剂为硫酸钙;疏水材料由阳离子型离子表面活性剂和无机盐组成,阳离子型离子表面活性剂和无机盐的质量比为1:10。上述的薄喷材料用于巷道的薄喷加固。

Description

阻燃防漏风静电非反应环保型密封加固复合薄喷材料
技术领域
本公开涉及材料领域,尤其涉及一种阻燃防漏风静电非反应环保型密封加固复合薄喷材料、制备方法、喷涂方法及涂层。
背景技术
随着我国采矿规模的不断扩大,巷道工程面临的地质条件与环境条件日渐复杂。井下主要存在五大灾害:火灾、瓦斯、粉尘、顶板灾害与水灾。例如:岩体内部节理裂隙等软弱界面处容易发生剪切破坏、扩张甚至相互贯通,最终导致整体结构的失稳,从而易诱发冒顶、坍塌、片帮等安全事故;在高瓦斯矿井中,煤岩体裂隙中极易产生并涌出瓦斯,易引发火灾及爆炸,对井下工作人员存在很大的安全隐患。不难看出,井下灾害主要与煤岩体的破裂及其各种裂隙有关。
智能化开采已经成为可持续发展并建设绿色经济的主流建设项目,而修复、美化及保护巷道煤岩体是推进智能化开采的关键一步,更是现代化矿井大巷标准化需求。解决巷道煤岩体的密封、加固、隔绝瓦斯氧气、防止透水等问题对工人生命安全及经济效益均有重大意义。
现有技术中,阻燃防漏风密封加固材料主要有:混凝土无机加固材料、化学反应型密封材料、非反应型无机加固材料以及非反应型有机加固材料等。上述材料仅能满足单个或少数矿井现场施工所需性能,现有材料无法满足矿井一线生产保障安全、维护巷道煤岩体的各项需要。
发明内容
本发明的目的在于提供一种阻燃防漏风静电非反应环保型密封加固复合薄喷材料,以解决高瓦斯、煤岩体破碎以及煤柱群失稳等矿井的安全防控的技术问题。
为了实现上述目的,本发明提供如下技术方案:
本发明实施例提供一种阻燃防漏风静电非反应环保型密封加固复合薄喷材料,所述薄喷材料的配方包括,以重量份计,
胶粘剂,30份~60份;
胶凝材料,30份~60份;
无机填料,10份~20份;
早强剂,5份~8份;
疏水材料,1份~2份;
所述胶粘剂包括聚乙烯醇、醋酸乙烯聚合物以及羟丙基淀粉醚的一种;
所述胶凝材料由硫铝酸盐水泥、滑石粉和碳酸镁钙组成,所述硫铝酸盐水泥、滑石粉和碳酸镁钙的质量比为1:1:1;
所述无机填料为高岭土;
所述早强剂为硫酸钙;
所述疏水材料由阳离子型离子表面活性剂和无机盐组成,所述阳离子型离子表面活性剂和无机盐的质量比为1:10。
根据本公开的至少一个实施方式,所述阳离子型离子表面活性剂由十四烷基三甲基溴化铵、十四烷基三甲基氯化铵、十六烷基三甲基溴化铵、十六烷基三甲基氯化铵、十八烷基三甲基溴化铵和十八烷基三甲基氯化铵中的一种或多种组成。
根据本公开的至少一个实施方式,所述无机盐为氯化钠、硫酸钠和氯化钾中的一种。
根据本公开的至少一个实施方式,所述胶粘剂、所述胶凝材料、所述无机填料、所述早强剂以及所述疏水材料的粒径目数均大于或等于100目。
相对于现有技术,本发明的薄喷材料所包含的配方中各个组分相互协同配合使用,所具有的性能包括抗压强度、抗拉强度、抗弯强度、开裂程度、固化时间、抗静电性能、阻燃强度及隔水性等方面综合改善了现有技术中单体使用以及现有技术的加固材料和密封材料的缺陷,具有良好的整体性能。
本发明实施例的配方中胶粘剂为聚乙烯醇、醋酸乙烯聚合物以及羟丙基淀粉醚,其具有良好的粘结性,且该材料颗粒小,渗透性强,不易离析,固化时间短,能够迅速注入裂隙较小的煤岩体,抗拉效果极好,易成膜,成膜后不易产生裂隙;本发明实施例的配方中胶凝材料由质量比为1:1:1的硫铝酸盐水泥、滑石粉和碳酸镁钙组成,此种比例的胶凝材料具有一定凝聚性,凝结时间短,材料细腻,凝结后具有较高的抗压强度,稳定性好,附着性能强,且成本较低,材料抗风蚀能力强,材料与煤岩体紧密结合后将会大大加强巷道煤岩体的抗压强度,粘结强度极高,加固效果极佳;本发明实施例的配方中的高岭土可以加快抑尘材料的凝结,增强材料整体的抗压强度,同时增强其延展性,具有良好的可塑性和耐火性等理化性质,同时高岭土化学性质较为稳定,不易被氧化,使用寿命周期长。本发明实施例的配方中的硫酸钙可以提高材料整体的早期强度,并且对后期强度无显著影响。主要作用在于加速材料水化速度,促进材料早期强度的发展;既具有早强功能,又具有一定减水增强功能。本发明实施例的配方中的疏水材料由质量比为1:10阳离子型离子表面活性剂和无机盐组成,阳离子型表面活性剂具有良好的表面活性,能够通过其较好的疏水性改性原有材料的亲水能力,同时无机盐的接入将会产生一定的盐效应,使得其表面活性更强,从而使得材料固化后其表面更加疏水,更好的防止水的渗流,从而减小透水事故发生的可能性;也可在淋水环境的巷道中隔绝外界水相,避免水相对煤岩体的冲刷腐蚀。
上述薄喷材料所包括的配方形成的喷涂浆料不仅抗压强度、抗拉强度、粘结强度及粘度较一般材料较大,而且固化时间短,固化后难以开裂,接触角较大。同时具有环保、阻燃、防静电的性能,可以很好地附着在矿井煤岩体表面且不易开裂脱落。本发明的阻燃防漏风静电非反应环保型密封加固复合薄喷材料完全满足高瓦斯、煤岩体破碎、煤柱群失稳等矿井的安全防控需求。
根据本公开的另一目的,在于提供一种阻燃防漏风静电非反应环保型密封加固复合薄喷材料制备方法,将上述的薄喷材料所包含的配方放入搅拌机中均匀混合0.3h~1h得到混合物。
根据本公开的至少一个实施方式,所述混合物与水混合后得到均匀喷涂浆液,所述混合物与水混合的水灰比为0.4~0.45。。
相对于现有技术,本发明所述的薄喷材料的制备方法具有以下优势:
所述薄喷材料的制备方法与上述薄喷材料相对于现有技术所具有的优势相同,在此不再赘述。
根据本公开的另一目的,在于提供一种阻燃防漏风静电非反应环保型密封加固复合薄喷材料在巷道中的喷涂方法,其特征在于,将上述的制备方法制备的喷涂浆液喷涂于巷道煤岩体,所述喷涂浆液在所述巷道煤岩体形成0.5cm~1cm的膜层。
根据本公开的至少一个实施方式,所述喷涂浆液与所述煤岩体的接触角大于110°。
相对于现有技术,本发明所述的喷涂方法具有以下优势:
所述薄喷材料在巷道中的喷涂方法与上述薄喷材料相对于现有技术所具有的优势相同,在此不再赘述。
根据本公开的另一目的提供一种阻燃防漏风静电非反应环保型密封加固复合薄喷材料涂层,上述喷涂方法在巷道的煤岩体形成的膜层。
相对于现有技术,本发明所述的喷涂涂层具有以下优势:
所述薄喷材料涂层与上述薄喷材料相对于现有技术所具有的优势相同,在此不再赘述。
具体实施方式
需要说明的是,在不冲突的情况下,本公开中的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。下面将结合实施方式来详细说明本公开。实施例中未注明具体条件者,按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者,均为可以通过市售购买获得的常规产品。
现有技术中阻燃防漏风密封加固材料主要有:混凝土无机加固材料、化学反应型密封材料、非反应型无机加固材料以及非反应型有机加固材料等。但是,混凝土类无机加固材料颗粒度大,渗透性差,容易离析,固化时间长,无法注入裂隙较小的煤岩体,粘结能力低,抗拉效果较差,隔绝氧气等流动性物质能力弱,干燥后易出现裂缝,密封及支护效果较差;而反应型密封材料则会在施工时放出大量热量及有毒气体,且存在喷层强度较弱、易破裂,压力容器运输、存在危险等劣势;非反应型无机加固材料以及非反应型有机加固材料仅能满足巷道煤岩体的部分需求。现有材料仅能满足单个或少数矿井现场施工所需性能,无法满足矿井一线生产保障安全、维护巷道煤岩体的各项需要。
本发明提供一种阻燃防漏风静电非反应环保型密封加固复合薄喷材料,薄喷材料的配方包括,以重量份计,胶粘剂,30份~60份;胶凝材料,30份~60份;无机填料,10份~20份;早强剂,5份~8 份;疏水材料,1份~2份;可选地,胶粘剂,40份~50份;胶凝材料,40份~50份;无机填料,12份~17份;早强剂,5.5份~7.5 份;疏水材料,1.3份~1.7份;还可选地,胶粘剂,43份~47份;胶凝材料,43份~47份;无机填料,13份~15份;早强剂,5.7份~6.9份;疏水材料,1.5份。
其中,胶粘剂为聚乙烯醇、醋酸乙烯聚合物以及羟丙基淀粉醚的一种;胶凝材料由硫铝酸盐水泥、滑石粉和碳酸镁钙组成,硫铝酸盐水泥、滑石粉和碳酸镁钙的质量比为1:1:1;无机填料为高岭土;早强剂为硫酸钙;疏水材料由阳离子型离子表面活性剂和无机盐组成,阳离子型离子表面活性剂和无机盐的质量比为1:10。
在一些实施方式中,阳离子型离子表面活性剂由十四烷基三甲基溴化铵、十四烷基三甲基氯化铵、十六烷基三甲基溴化铵、十六烷基三甲基氯化铵、十八烷基三甲基溴化铵和十八烷基三甲基氯化铵中的一种;而无机盐为氯化钠、硫酸钠和氯化钾中的一种。上述的阳离子型表面活性剂具有良好的表面活性,能够通过其较好的疏水性改性原有材料的亲水能力,同时无机盐的接入将会产生一定的盐效应,使得其表面活性更强,从而使得材料固化后其表面更加疏水,更好的防止水的渗流,在淋水环境的巷道中隔绝外界水相。
采用上述薄喷材料配方中的各个组分的粒径目数均应大于等于 100目,使得各组分之间可以充分混合,形成的混合物材料更加细腻,能够更好的喷涂于煤岩体表面,对巷道煤岩体起到更好的整体固化性能。
在一些实施方式中,还提供了一种阻燃防漏风静电非反应环保型密封加固复合薄喷材料制备方法,将上述的薄喷材料所包含的配方放入搅拌机中均匀混合0.3h~1h得到混合物,可选地为0.5h,混合时间短。混合物与水混合后得到均匀喷涂浆液,混合物与水混合的水灰比为0.4~0.45。可选地为0.41~0.43,示例性地,水灰比为0.45 时,薄喷材料混合物的用量是1045kg/m3;用水量是0.47m3/m3
在一实施例中,还提供了一种阻燃防漏风静电非反应环保型密封加固复合薄喷材料在巷道中的喷涂方法,将上述的制备方法制备的喷涂浆液喷涂于巷道煤岩体,喷涂浆液在所述巷道煤岩体形成0.5cm~ 1cm的膜层,可选地为0.7cm~0.9cm。这一膜层厚度即可满足固化密封的强度。喷涂浆液与煤岩体的接触角大于110°,可以使得材料固化后其表面更加疏水,也可以在淋水环境的巷道中隔绝外界水相。
在喷浆结束后,根据实际情况进行复喷,示例性地,间隔48h后,待原喷层完全干燥后进行二次复喷堵漏,可强化对巷道的支护,使喷层更加牢固稳定。
在一实施例中,还提供了一种阻燃防漏风静电非反应环保型密封加固复合薄喷材料涂层,根据上述喷涂方法在巷道的煤岩体形成膜层。其具有以下良好的整体性能,例如:抗压强度、抗拉强度、抗弯强度、开裂程度、固化时间、抗静电性能、阻燃强度及隔水性等方面。
下面给出阻燃防漏风静电非反应环保型密封加固复合薄喷材料的示例,并选择有代表性的阻燃防漏风静电非反应环保型密封加固复合薄喷材料进行材料性能分析。
制备方法:使用薄喷材料所包含的混合物与水混合均匀,混合物粒径目数为100目,水灰比为0.45,制备成喷涂浆液。
力学测试:将实施例或对比例的薄喷材料制成直径为4cm,厚度为 10cm的圆柱体,测试其抗折强度、抗拉强度。并观察其凝结时间,取测试三次后的平均值。
粘结强度、表结时间:根据GB18445-2001方法测试。
实施例1
本实施例提供的薄喷材料具体包括,以重量份计:
60份聚乙烯醇,30份胶凝材料,其中,胶凝材料为硫铝酸盐水泥、滑石粉、碳酸镁钙,三者质量比为1:1:1;10份高岭土;8份硫酸钙,2份十六烷基三甲基氯化铵和氯化钠的混合物,两者质量比为1:10;依次放入搅拌机中均匀搅拌混合0.5h,制得阻燃防漏风静电非反应环保型密封加固复合薄喷材料,与水混合后使用。
实施例2
本实施例提供的薄喷材料具体包括,以重量份计:
60份醋酸乙烯聚合物,30份胶凝材料,其中,胶凝材料为硫铝酸盐水泥、滑石粉、碳酸镁钙,三者质量比为1:1:1;10份高岭土;8份硫酸钙,2份十六烷基三甲基氯化铵和氯化钠的混合物,两者质量比为1: 10;依次放入搅拌机中均匀搅拌混合0.5h,制得阻燃防漏风静电非反应环保型密封加固复合薄喷材料,与水混合后使用。
实施例3
本实施例提供的薄喷材料具体包括,以重量份计:
60份羟丙基淀粉醚,30份胶凝材料,其中,胶凝材料为硫铝酸盐水泥、滑石粉、碳酸镁钙,三者质量比为1:1:1;10份高岭土;8份硫酸钙,2份十六烷基三甲基氯化铵和氯化钠的混合物,两者质量比为1:10;依次放入搅拌机中均匀搅拌混合0.5h,制得阻燃防漏风静电非反应环保型密封加固复合薄喷材料,与水混合后使用。
实施例4
本实施例提供的薄喷材料具体包括,以重量份计:
50份聚乙烯醇,40份胶凝材料,其中,胶凝材料为硫铝酸盐水泥、滑石粉、碳酸镁钙,三者质量比为1:1:1;10份高岭土;7份硫酸钙, 1.5份十四烷基三甲基溴化铵和氯化钠的混合物,两者质量比为1:10;依次放入搅拌机中均匀搅拌混合0.5h,制得阻燃防漏风静电非反应环保型密封加固复合薄喷材料,与水混合后使用。
实施例5
本实施例提供的薄喷材料具体包括,以重量份计:
40份聚乙烯醇,40份胶凝材料,其中,胶凝材料为硫铝酸盐水泥、滑石粉、碳酸镁钙,三者质量比为1:1:1;20份高岭土;8份硫酸钙, 1份十四烷基三甲基氯化铵和硫酸钠的混合物,两者质量比为1:10;依次放入搅拌机中均匀搅拌混合0.5h,制得阻燃防漏风静电非反应环保型密封加固复合薄喷材料,与水混合后使用。
实施例6
本实施例提供的薄喷材料具体包括,以重量份计:
30份聚乙烯醇,60份胶凝材料,其中,胶凝材料为硫铝酸盐水泥、滑石粉、碳酸镁钙,三者质量比为1:1:1;15份高岭土;5份硫酸钙, 1份十四烷基三甲基氯化铵和氯化钾的混合物,两者质量比为1:10;依次放入搅拌机中均匀搅拌混合0.5h,制得阻燃防漏风静电非反应环保型密封加固复合薄喷材料,与水混合后使用。
对比例1
本对比例提供的薄喷材料与实施例1的不同之处在于:
未添加硫酸钙。
对比例2
本对比例提供的薄喷材料与实施例1的不同之处在于:
未添加十六烷基三甲基氯化铵和氯化钠的混合物。
对比例3
本对比例提供的薄喷材料与实施例1的不同之处在于:
未添加聚乙烯醇。
对比例4
本对比例提供的薄喷材料与实施例1的不同之处在于:
胶凝材料仅使用硫铝酸盐水泥。
对比例5
本对比例提供的薄喷材料与实施例1的不同之处在于:
胶凝材料未添加碳酸镁钙。
对比例6
本对比例提供的薄喷材料与实施例1的不同之处在于:
胶凝材料未添加滑石粉。
对比例7
本对比例提供的薄喷材料与实施例1的不同之处在于:
胶凝材料中硫铝酸盐水泥、滑石粉、碳酸镁钙,三者质量比为1:2: 2。
对比例8
本对比例提供的薄喷材料与实施例1的不同之处在于:
胶凝材料中硫铝酸盐水泥、滑石粉、碳酸镁钙,三者质量比为2:1: 2。
对比例9
本对比例提供的薄喷材料与实施例1的不同之处在于:
胶凝材料中硫铝酸盐水泥、滑石粉、碳酸镁钙,三者质量比为2:2: 1。
对比例10
本对比例提供的薄喷材料与实施例1的不同之处在于:
疏水材料中不添加氯化钠。
对比例11
本对比例提供的薄喷材料与实施例1的不同之处在于:
疏水材料中十六烷基三甲基氯化铵与氯化钠质量比为1:5。
对比例12
本对比例提供的薄喷材料与实施例1的不同之处在于:
疏水材料中十六烷基三甲基氯化铵与氯化钠质量比为1:20。
对比例13
本对比例提供的薄喷材料与实施例1的不同之处在于:
各个组分粒径选择为20目。
对比例14
将100份水泥,150份石英砂,50份重质碳酸钙,0.3份HPMC,20 份醋酸乙烯酯与乙烯共聚物干乳,0.2份聚丙稀纤维,10份氟硅酸锌, 0.7份萘系减水剂,0.3份聚羧酸型早强剂混合搅拌均匀,再加入适量水,混合均匀。
对比例15
本对比例提供的薄喷材料与实施例1的不同之处在于:
十六烷基三甲基氯化铵和氯化钠的混合物替换为有机硅防水剂粉末。
对比例16
本对比例提供的薄喷材料与实施例1的不同之处在于:
十六烷基三甲基氯化铵和氯化钠的混合物替换为硬脂酸钙。
上述实施例与对比例的性能对比请参阅表1所示:
表1各个实施例与对比例效果对比
Figure BDA0003889324620000101
Figure BDA0003889324620000111
从表1可以看出,各个实施例的粘结强度为最高为30.4MPa,最低为 15.8MPa,说明本发明制备的薄喷材料与基底的粘结强度均较大,利于喷涂不易脱落。各个实施例的抗压强度为15.4MPa~25.8MPa,抗拉强度为9.6MPa~15.1MPa,粘度为121000mPa·s~1124000mPa·s,表结时间为 0.42h~0.96h,接触角为111.3°~139.8°,相对于各个对比例而言,强度和粘度性能均较大、固化时间短、固化后难以开裂、接触角较大,因此,本发明实施例的阻燃防漏风静电非反应环保型密封加固复合薄喷材料可以很好地附着在矿井煤岩体表面且不易开裂脱落。整体性能良好可以应用于矿井一线生产保障安全、维护巷道煤岩体的各项需要,适应巷道中煤岩体的各种安全需求。
由对比例1-3可以看出,本发明实施例所提供各组分间起到相互协同作用,能够更好的展现整体良好的各种性能。当不添加硫酸钙时,材料表结时间较慢,力学性能较差;不添加疏水材料的十六烷基三甲基氯化铵和氯化钠时,整体的接触角较小,容易被水润湿,隔水性能较差;不添加聚乙烯醇时,粘度及力学性能急剧下降。
由对比例4-6、以及7-9可以看出,本发明实施例所提供的胶凝材料中,硫铝酸盐水泥、碳酸镁钙以及滑石粉三者具有协同作用,且三者的配比使用质量比为1:1:1的比例,才能发挥出好的协同机制,进而得到本发明所要达到薄喷材料的整体性能。
由对比例10-12、以及对比例15-16可以看出,本发明实施例提供的疏水材料中只有采用本发明的阳离子型离子表面活性剂和无机盐以及相应的配比,以及与本发明的其它配方中的组分协同,才可具有良好的隔水性能的同时具有良好的力学性能以及不易开裂脱落的性能。
相对于对比例14所采用的水泥、石英砂、碳酸钙、纤维素醚、聚丙烯纤维等组分,本发明实施例产生了优于其的整体性能,例如抗拉强度、粘结强度更高,疏水性能更好,能够更好的发挥密封隔水效果。
下面给出阻燃防漏风静电非反应环保型密封加固复合薄喷材料的实施例进行化学成分、阻燃性能及抗静电性能检测。请参阅表2-表3 所示,由于实施例1力学性能等效果最为明显,且所有实施例的材料接近,故只对实施例1的阻燃防静电检测合格来说明各个实施例的效果:
表2实施例1-6的化学成分检测方法及结果
Figure BDA0003889324620000121
表3实施例1的阻燃及防静电检测方法及结果
Figure BDA0003889324620000122
综上所述,本发明实施例提供的阻燃防漏风静电非反应环保型密封加固复合薄喷材料和喷涂方法,使用一层很薄的涂层即可具有隔绝瓦斯、井下水,喷涂速度快,阻燃,无毒无害,粘结型强,密闭性好,抗压、抗拉强度高,成本低。所使用的配方具有环境友好的特点,能够很好的保证施工过程中对煤岩体的各项指标要求,达到隔水、阻燃、密封、防静电、防漏风、加固多重机理,效果极佳,且环保无害;综合改善现有材料的缺陷,并能够很好的解决工程实践中遇到的实际问题。尤其对于高瓦斯、煤岩体破碎、煤柱群失稳等矿井的安全防控具有重要的意义。对于绝大多数矿井现场施工所需性能均可较好的满足。
在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例/方式”、“一些实施例 /方式”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例/方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例/方式或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例/方式或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例/方式或示例中以合适的方式结合。此外,在不相互矛盾的情况下,本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例/方式或示例以及不同实施例/方式或示例的特征进行结合和组合。
本领域的技术人员应当理解,上述实施方式仅仅是为了清楚地说明本公开,而并非是对本公开的范围进行限定。对于所属领域的技术人员而言,在上述公开的基础上还可以做出其它变化或变型,并且这些变化或变型仍处于本公开的范围内。

Claims (6)

1.一种阻燃防漏风静电非反应环保型密封加固复合薄喷材料,其特征在于,所述薄喷材料的配方包括,以重量份计,
胶粘剂,30份~60份;
胶凝材料,30份~60份;
无机填料,10份~20份;
早强剂,5份~8份;
疏水材料,1份~2份;
所述胶粘剂包括聚乙烯醇、醋酸乙烯聚合物以及羟丙基淀粉醚的一种;
所述胶凝材料由硫铝酸盐水泥、滑石粉和碳酸镁钙组成,所述硫铝酸盐水泥、滑石粉和碳酸镁钙的质量比为1:1:1;
所述无机填料为高岭土;
所述早强剂为硫酸钙;
所述疏水材料由阳离子型离子表面活性剂和无机盐组成,所述阳离子型离子表面活性剂和无机盐的质量比为1:10;
所述阳离子型离子表面活性剂由十四烷基三甲基溴化铵、十四烷基三甲基氯化铵、十六烷基三甲基溴化铵、十六烷基三甲基氯化铵、十八烷基三甲基溴化铵和十八烷基三甲基氯化铵中的一种或多种组成;
所述无机盐为氯化钠、硫酸钠和氯化钾中的一种;
所述胶粘剂、所述胶凝材料、所述无机填料、所述早强剂以及所述疏水材料的粒径目数均大于或等于100目。
2.一种阻燃防漏风静电非反应环保型密封加固复合薄喷材料制备方法,其特征在于,将权利要求1所述的薄喷材料所包含的配方放入搅拌机中均匀混合0.3h~1h得到混合物。
3.根据权利要求2所述的制备方法,其特征在于,所述混合物与水混合后得到均匀喷涂浆液,所述混合物与水混合的水灰比为0.4~0.45。
4.一种阻燃防漏风静电非反应环保型密封加固复合薄喷材料在巷道中的喷涂方法,其特征在于,将权利要求3所述的制备方法制备的喷涂浆液喷涂于巷道煤岩体,所述喷涂浆液在所述巷道煤岩体形成0.5cm~1cm的膜层。
5.根据权利要求4所述的喷涂方法,其特征在于,所述喷涂浆液与所述煤岩体的接触角大于110°。
6.一种阻燃防漏风静电非反应环保型密封加固复合薄喷材料涂层,其特征在于,根据权利要求4或5所述喷涂方法在巷道的煤岩体形成的膜层。
CN202211255032.7A 2022-10-13 2022-10-13 阻燃防漏风静电非反应环保型密封加固复合薄喷材料 Active CN115557762B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202211255032.7A CN115557762B (zh) 2022-10-13 2022-10-13 阻燃防漏风静电非反应环保型密封加固复合薄喷材料

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202211255032.7A CN115557762B (zh) 2022-10-13 2022-10-13 阻燃防漏风静电非反应环保型密封加固复合薄喷材料

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN115557762A CN115557762A (zh) 2023-01-03
CN115557762B true CN115557762B (zh) 2023-06-16

Family

ID=84744841

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202211255032.7A Active CN115557762B (zh) 2022-10-13 2022-10-13 阻燃防漏风静电非反应环保型密封加固复合薄喷材料

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN115557762B (zh)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101092047A (zh) * 2006-06-19 2007-12-26 淄博矿业集团有限责任公司 煤矿井下巷道用干混喷浆材料及制备方法
CN110540395A (zh) * 2019-09-26 2019-12-06 张园月 一种煤矿井下巷道用喷涂材料及制备方法
CN110835250A (zh) * 2019-12-04 2020-02-25 山东科技大学 一种用于封闭沿空煤巷煤壁的涂层材料
CN112830746A (zh) * 2021-03-17 2021-05-25 煤炭科学技术研究院有限公司 一种超高性能巷道喷浆材料及其施工方法
CN114890753A (zh) * 2022-06-15 2022-08-12 山西四通晋业科技有限公司 一种矿用薄喷柔性支护材料

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101092047A (zh) * 2006-06-19 2007-12-26 淄博矿业集团有限责任公司 煤矿井下巷道用干混喷浆材料及制备方法
CN110540395A (zh) * 2019-09-26 2019-12-06 张园月 一种煤矿井下巷道用喷涂材料及制备方法
CN110835250A (zh) * 2019-12-04 2020-02-25 山东科技大学 一种用于封闭沿空煤巷煤壁的涂层材料
CN112830746A (zh) * 2021-03-17 2021-05-25 煤炭科学技术研究院有限公司 一种超高性能巷道喷浆材料及其施工方法
CN114890753A (zh) * 2022-06-15 2022-08-12 山西四通晋业科技有限公司 一种矿用薄喷柔性支护材料

Also Published As

Publication number Publication date
CN115557762A (zh) 2023-01-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105503052B (zh) 一种防裂型高性能混凝土及其制备方法
US6869987B2 (en) Cementitious compositions and a method of their use
CA2027318C (en) Sprayable fireproofing composition
CN103626435B (zh) 一种煤岩体用无机充填密闭材料
CN110540395A (zh) 一种煤矿井下巷道用喷涂材料及制备方法
CN110272244A (zh) 一种防裂缝混凝土及其制备工艺
CA2737966A1 (en) Composite structure for exterior insulation applications
CN105272075B (zh) 一种防火保温干粉砂浆及其制备方法
WO2010052136A1 (de) Verfahren zur applikation von polymermodifizierten nassbetonmischungen
HU213327B (en) Mortal compound, method of producing foam mortar and a method of backfilling cavities by this mortar
CN104831885A (zh) 一种纤维增强发泡水泥保温装饰板
US20230142698A1 (en) Slag-based hydraulic binder, dry mortar composition comprising same and system for activating a slag-based binder
JP3285470B2 (ja) ポンプ圧送性に優れる軽量不燃断熱材組成物及びその施工方法
CN112159184A (zh) 一种内墙多功能基材及其制备方法
RU2301205C2 (ru) Вяжущие композиции и способ их использования
CN115557762B (zh) 阻燃防漏风静电非反应环保型密封加固复合薄喷材料
CN106800838A (zh) 一种防火堤防火涂料及其施工方法
CN112897964A (zh) 一种基于煤矸石的废弃煤矿填充料
CN111763061A (zh) 一种利用稀土碱激发剂和矿粉配料制成的抗裂无机防水材料及其制备方法
CN115611597A (zh) 一种喷涂材料及其制备方法和在巷道中的喷涂方法
CN115925331A (zh) 一种矿井局部地点无机固化快速充填材料及其制备方法
KR101925817B1 (ko) 차수용 뿜칠 멤브레인 조성물 및 이의 제조방법
CN108929097B (zh) 一种危旧建筑外墙外保温工程用加固界面剂及其制备方法
CN112500117A (zh) 一种高粘结力无机防水材料及其制备方法与应用
CN111592323A (zh) 一种基于建筑废弃物的废弃煤矿填充料

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
TR01 Transfer of patent right
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20230912

Address after: 030032 No.8, West Lane 2, Henghe, Tanghuai Park, Taiyuan comprehensive reform demonstration zone, Taiyuan City, Shanxi Province

Patentee after: SHANXI CHEN GONG NEW ENERGY TECHNOLOGY CO.,LTD.

Address before: 030024 No. 79 West Main Street, Wan Berlin District, Shanxi, Taiyuan, Yingze

Patentee before: Taiyuan University of Technology