CN1693268A - 缓凝慢膨胀充填粉 - Google Patents

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Abstract

一种缓凝慢膨胀充填粉，适用于矿业、水利、隧道、公路等工程注浆、封隙或胶结其他细物料(沙灰)充填。按照下述原料的重量百分比进行配制，经粉磨制成：矿渣2～95％；石膏0～80％；石灰5～98％。本发明以矿渣(钢冶水淬渣)、石膏(二水石膏或硬石膏)、石灰为原料，按一定比例配制后粉磨成粉状物。在受水或潮湿的条件下体积缓慢膨胀，膨胀比例为1.01～2倍。其水化成浆后形成固体物，可以固定硬化。其强度随着体积膨胀系数的增长而降低，强度为1MPa～15MPa。可以通过调整原料配比来调节膨胀比例和强度。本发明利用工业废渣作原料，制造成本低，适用范围广。无毒无害，不污染环境。

Description

缓凝慢膨胀充填粉
                         技术领域
本发明涉及一种用于矿业、水利、隧道、公路等工程注浆、封隙或胶结其他细物料(沙或灰)充填的缓凝慢膨胀充填粉。
                         背景技术
本申请人于1997年4月29日作为发明人申请了一件名称为“煤矿离层带注浆防浸堵漏膨胀泥粉”的发明专利，申请号为97105827.X、申请日为1997年4月29日，该专利已授权，授权公告日为2000年7月19日。
该专利说明书摘要为：“一种煤矿离层带注浆防浸堵漏膨胀泥粉，替代原有粉煤灰、粘土、煤泥等注浆材料，膨胀泥粉的重量百分含量为：粘土：20～60％；硫铝酸盐熟料：20～50％；石膏：10～40％；石灰：5～20％；本发明加水反应后膨胀10～15倍，用量小，适宜泵送，充填效果好。浸透性强、粘性大，固化不硬化，封堵裂隙好，还原性强，再塑性好，同时，施工方便，能节省大量人力和设备，对人体无害，不污染环境。”
该专利权利要求为“一种煤矿离层带注浆防浸堵漏膨胀泥粉，其特征在于：膨胀泥粉的重量百分比为：粘土：20～60％；硫铝酸盐熟料：20～50％；石膏：10～40％；石灰：5～20％。”
本申请人于1998年8月15日作为申请人申请了一件名称为“矿业充填封堵低水胶固粉”发明专利，其申请号为98110406.1、申请日为1998年8月15日、授权公告日为2000年12月20日。
该专利说明书摘要为“矿业充填封堵低水胶固粉，主要适用于金属矿业开采全尾沙充填封堵。本发明以钢厂冶炼废渣-矿渣为主要原料，以硅酸盐水泥熟料作为激化材料。硅酸盐水泥熟料强度42.5～52.5MPa，重量百分比含量为：矿渣81～95％，硅酸盐水泥熟料5～19％。经球磨机混合粉磨成粉，细度达0.08mm孔筛余量小于8即为成品。本发明成本低，制造成本约相当于高水材料的1/3，充填成本小于22元/m3。生产制造简单，可自产自用。用水量低，充填密度高，质量稳定，不碳化，老化慢，强度持续年限长。”
该专利权利要求为“一种矿业充填封堵低水胶固粉，其特征在于：以钢厂冶炼矿渣为主要原料，以硅酸盐水泥熟料作为激化材料，硅酸盐水泥熟料强度为42.5～52.5MPa；矿业充填封堵低水胶固粉的原料重量配合比为：矿渣81～95％，硅酸盐水泥熟料5～19％；经混合粉磨成粉，细度为0.08mm，孔筛余量小于8。”
上述第一个专利“煤矿离层带注浆防浸堵漏膨胀泥粉”的作用是用于煤矿离层带注浆，不硬化。第二个专利“矿业充填封堵低水胶固粉”仅能用于胶结材料，无膨胀性，。
                         发明内容
本发明的目的是提供一种用于矿业、水利、隧道、公路等工程注浆、封隙或胶结其他细物料(沙或灰)充填的缓凝慢膨胀充填粉，其水化成浆后形成固体物。
为了实现上述目的，本发明缓凝慢膨胀充填粉，其特征在于：按照包括下述原料的重量百分比进行配制，经粉磨制成：
矿渣2～95％
石膏0～80％
石灰5～98％。
根据上述的缓凝慢膨胀充填粉，其特征在于：所述原料的重量百分比为：
矿渣40～80％
石膏10～50％
石灰5～60％。
本发明是一种以矿渣(钢冶水淬渣)、石膏(二水石膏或硬石膏)、石灰为原料，按一定比例配制后粉磨成粉状物。在受水或潮湿的条件下体积缓慢膨胀，即缓凝慢膨胀，膨胀比例为1.01～2倍。其水化成浆后形成固体物，即水化后可以固结硬化。其强度随着体积膨胀系数的增长而降低，强度为1MPa～15MPa。可以通过调整原料配比来调节膨胀比例和强度。本发明适用于矿业、水利、隧道、公路等工程注浆、封隙或胶结其他细物料(沙灰)充填。本发明无毒无害，不污染环境。
一、本发明与前述的对比专利文献1(专利号：ZL97105827.X)相比：
1、对比文献1是本人参与发明的“煤矿离层带注浆防浸堵漏膨胀泥粉”，该发明的特点是：原料为粘土20～60％；硫铝酸盐熟料20～50％；石膏10～40％；石灰5～20％。以上四种原料按一定比例混合粉磨成粉，加水后反应成体积为10～15倍的浆泥。浆泥不固化，用于煤矿离层带注浆充填。
2、本发明主要优点是：利用工业废渣作原料，制造成本低；该材料会缓慢固结膨胀，适用范围扩广；无毒无害，不污染环境。
3、本发明与对比专利文献“煤矿离层带注浆防浸堵漏膨胀泥粉”相比有以下不同：
(1)成分不同：对比文献用四种原料，本发明为三种；对比文献中使用粘土和硫酸盐水泥熟料，本发明不使用以上两种原料；本发明使用工业废渣，即钢冶水淬渣-矿渣作原料，对比文献中不使用。
(2)用途不同：对比文献的作用是用于煤矿离层带注浆，不硬化。本发明的作用是用于胶结其他材料充填，固结后有相当强度，用途广泛。
(3)技术性能及特点不同：对比文献是膨胀率为10～15倍的泥粉；本发明是膨胀率为1.02～2倍的固体，两项技术性能不可相互替代。
二、本发明与对比专利文献2“矿业充填封堵低水胶固粉”相比有以下不同：
(1)成分不同：对比文献用两种原料，有熟料。本发明为三种原料，无熟料。
(2)用途不同：对比文献用于胶结沙类材料作砌筑工程和充填。本发明用于膨胀类的封水、矿业采矿充填体膨胀承压接顶，隔阻空气和水。
(3)技术性能特点不同：对比文献无膨胀性，仅能用于胶结。本发明有明显膨胀特性，可以注浆封堵，利用材料膨胀性进行密实封堵。
                         具体实施方式
本发明缓凝慢膨胀充填粉，其特征在于：按照包括下述原料的重量百分比进行配制，经粉磨制成：
矿渣2～95％
石膏0～80％
石灰5～98％。
根据所述的缓凝慢膨胀充填粉，其特征在于：所述原料的重量百分比为：
矿渣40～80％
石膏10～50％
石灰5～60％。
本发明原料中的矿渣是一种钢冶水淬渣，属于活性材料，化学成分主要是CaO，其含量为38～49％，SiO2含量为26～42％。石膏(二水石膏或硬石膏)成分是硫酸钙，其主要成分是SO3。石灰的主要成分是CaO，属碱性材料，对矿渣有较好的激活作用。石灰对矿渣有激活作用会产生强度，与石膏混合会发生膨胀反应，本发明通过合理配比，控制膨胀比例和强度，形成一种新材料。
实施例1(重量百分比)
矿渣70％
石膏25％
石灰5％
本实施例为最佳实施例，以下其他实施例均与本实施例相对比。
本实施例膨胀比例适中，可用于一般性注浆充填裂隙封水。由于本实施例矿渣用的多，因此制造成本较低。
实施例1技术特点：体积膨胀比例为100∶110，其强度为：抗压〉10MPa，应用范围广泛。
实施例2(重量百分比)
矿渣80％
石膏15％
石灰5％
实施例2技术特点：较1膨胀比例太小，只可作胶结材料使用。因膨胀比例小，封堵性较差，应用范围小。但强度较1高。
实施例3(重量百分比)
矿渣60％
石膏30％
石灰10％
实施例3技术特点是：较1膨胀比例大，导致强度偏低，应用中难以掌握。适应于要求慢凝的注浆防渗透性防水工程。
实施例4(重量百分比)
矿渣50％
石膏25％
石灰25％
实施例4技术特点：较1膨胀比例太大，使用中发热、放热现象明显，表层有龟裂现象，强度低。适用于胶结其他物料做充填材料。
实施例5(重量百分比)
矿渣50％
石膏40％
石灰10％
实施例5技术特点：较1膨胀比例有失控现象，膨胀体积最大，在水中会膨胀至破碎，仅适应于干燥性工程。如注浆充填山体护坡工程。
实施例6(重量百分比)
矿渣30％
石膏10％
石灰60％
实施例6技术特点：较1膨胀速度快，放热现象突出，不适应单独使用，但适应于低强度胶结大比例其他细粉物作充填材料，抗收缩能力强。如胶结金属矿业尾砂，煤电厂的粉煤灰作胶结充填。
实施例7(重量百分比)
矿渣80％
石膏2％
石灰18％
实施例7技术特点：较1膨胀比例小，凝结时间较快，抗折性能好，强度较高，28天强度＞15MPa，适应于按1∶3～1∶5胶结细砂作砌筑材料，可用于民用一般性建筑的砌筑工程。
实施例8(重量百分比)
矿渣40％
石膏40％
石灰20％
实施例8技术特点：较1凝结时间慢，膨胀比例大，但强度低，在水中无限制状态下，体积膨胀约2倍，强度极低。适应于偶然性遇水的水利工程。如山体岩石层护坡工程注浆防水浸；砂土坡注浆防洪工程。
实施例9(重量百分比)
矿渣10％
石膏40％
石灰50％
实施例9技术特点：较1凝结时间很慢，终凝时间超过36小时，强度太低，由于凝结时间太长，工程施工不方便使用。可适应于高温干旱时节水库断水期坝体注浆防渗漏。
实施例10(重量百分比)
矿渣18％
石膏2％
石灰80％
实施例10技术特点：较1凝结快，发热反映最快，强度偏低，膨胀失控，单独使用难以控制。适应于胶结细粒状材料作充填材料增加浆体粘度；适应管道输送，弥补充填体收缩效果较好。
实施例11(重量百分比)
矿渣2％
石膏28％
石灰70％
实施例11技术特点：较1发热快，膨胀快，形成强度慢，可适应于胶结煤矸石细粒进行煤矿膏体充填。
实施例12(重量百分比)
矿渣80％
石膏0％
石灰20％
实施例12技术特点：较1膨胀系数最小，凝结时间较快，可单独使用于零星砌筑工程。如用于农利水沟、水库护坡工程替代水泥。该配方不用石膏为原料，目的是加快凝结。石膏的作用主要是缓凝，与矿渣、石灰混合起膨胀促进作用。
本发明的用途：作为充填材料用于注浆封水，封堵，可用于矿业充填，密实固结；用于水利工程注浆防渗漏；用于公路基层胶结充填；山体护坡注浆封隙防水渗充填等。作为胶结材料，可与各类矿业废渣混合后成为充填材料，有补偿收缩和固结作用。
本发明的制造方法比较简单，根据工程要求而确定原料的配比。将矿渣、石膏、石灰三种原料配比后混合，经破碎后再经球磨机粉磨成粉，其细度达到水泥标准即为成品。

Claims (10)

1、一种缓凝慢膨胀充填粉，其特征在于：按照包括下述原料的重量百分比进行配制，经粉磨制成：
矿渣2～95％
石膏0～80％
石灰5～98％。
2、根据权利要求1所述的缓凝慢膨胀充填粉，其特征在于：所述原料的重量百分比为：
矿渣40～80％
石膏10～50％
石灰5～60％。
3、根据权利要求1所述的缓凝慢膨胀充填粉，其特征在于：所述原料的重量百分比为：
矿渣70％
石膏25％
石灰5％。
4、根据权利要求1所述的缓凝慢膨胀充填粉，其特征在于：所述原料的重量百分比为：
矿渣80％
石膏15％
石灰5％。
5、根据权利要求1所述的缓凝慢膨胀充填粉，其特征在于：所述原料的重量百分比为：
矿渣60％
石膏30％
石灰10％。
6、根据权利要求1所述的缓凝慢膨胀充填粉，其特征在于：所述原料的重量百分比为：
矿渣50％
石膏25％
石灰25％。
7、根据权利要求1所述的缓凝慢膨胀充填粉，其特征在于：所述原料的重量百分比为：
矿渣50％
石膏40％
石灰10％。
8、根据权利要求1所述的缓凝慢膨胀充填粉，其特征在于：所述原料的重量百分比为：
矿渣40％
石膏40％
石灰20％。
9、根据权利要求1所述的缓凝慢膨胀充填粉，其特征在于：所述原料的重量百分比为：
矿渣18％
石膏2％
石灰80％。
10、根据权利要求1所述的缓凝慢膨胀充填粉，其特征在于：所述原料的重量百分比为：
矿渣80％
石膏0％
石灰20％。
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