一种井下建/构筑物加固材料制造技术

本发明专利技术涉及一种建(构)筑材料，特别是涉及一种井下建(构)筑物加固材料，包括以下重量百分比的固体材料构成：赤泥45％‑60％、粉煤灰25％‑40％、脱硫石膏0‑7.5％、矿渣0‑5％、水泥2.5％‑12.5％；还包括水，水固比为1:1.0～1.3。本发明专利技术能够满足井下加固特性的要求，同时还有效的利用了赤泥、粉煤灰等固体废弃物，实现了资源的循环利用；具有环保性，符合环保要求，对环境危害较少；本发明专利技术能够有效拓展井下加固材料的来源，成本低廉，易于推广。

【技术实现步骤摘要】
一种井下建/构筑物加固材料
本专利技术涉及一种建(构)筑物材料，特别是涉及一种井下建(构)筑物加固使用的材料。
技术介绍
地下煤层在开采过程中，需要掘进大量的巷道(煤巷、岩巷)，掘进过程中遇到碎石层、砂土层以及陷落柱、断层破碎带时，由于其内部比较松散，无法提供足够的支撑力，引发巷道顶板塌落、片帮、涌水等事故，特别是煤巷使用时间短，故需要低强度加固材料对其进行加固，节约成本。目前使用的水泥为主的加固材料和化学加固材料虽然能够较好地对巷道进行加固，但其加固材料成本高，煤层回采过程中拆除难，制约煤矿的经济效益。因此，有必要设计出一种既能堵水、又能加固、易拆除的井下用材料，改变加固材料的加固性能，从而有效提高巷道安全系数。
技术实现思路
鉴于现有技术的上述缺陷，本专利技术所要解决的技术问题是提供一种井下建/构筑物加固材料。为实现上述目的，本专利技术提供了如下技术方案：一种井下建/构筑物加固材料，包括以下重量百分比的固体材料构成：赤泥45％～60％、粉煤灰25％～40％、脱硫石膏0～7.5％、矿渣0～5％、水泥2.5％～12.5％；还包括水，水固比为1:1.0～1.3。作为优选，包括以下重量百分比的固体材料构成：赤泥55％、粉煤灰30％、脱硫石膏5％、矿渣2.5％、水泥7.5％；还包括水，水固比为1:1.2。作为优选，还包括外加剂，外加剂占固体材料总重量的0～1.5％。作为优选，所述外加剂为膨润土、三聚磷酸钠、聚醚多元醇、聚酯多元醇中的一种或其任意组合。本专利技术的有益效果是：能够满足井下加固特性的要求，同时还有效的利用了赤泥、粉煤灰等固体废弃物，实现了资源的循环利用；本专利技术具有环保性，符合环保要求，对环境危害较少；本专利技术能够有效拓展井下加固材料的来源，成本低廉，易于推广。大掺量采用赤泥，充分利用赤泥的保水性能，以降低加固材料的泌水现象，并配合掺入自制外加剂，调整其流变性能，从而保证加固材料在具有较好流动性的情况下，不发生泌水现象；充分利用赤泥中的碱性物质碱激发粉煤灰、矿渣粉中的SiO2、Al2O3等活性物质，从而形成强度；同时，利用碱激发材料所形成的水化产物化学固化Na+并物理固封重金属离子；通过掺入自制外加剂，结构重建进一步稳定/固化重金属离子。说明书附图图1是本专利技术材料用于巷道加固工程的施工图。具体实施方式下面对本专利技术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专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。一种井下建/构筑物加固材料，包括以下重量百分比的固体材料构成：赤泥45％～60％、粉煤灰25％～40％、脱硫石膏0～7.5％、矿渣0～5％、水泥2.5％～12.5％；还包括水，水固比为1:1.0～1.3。例如：固定加固材料中水泥掺量为7.5％，矿粉掺量为2.5％，脱硫石膏掺量为5％，外加剂掺量为1％(外掺)，水固比为1:1.2，调整赤泥掺量分别为45％、50％、55％、60％，其余用粉煤灰补齐，分别检测加固材料的工作性与力学性能，具体试验结果如表1-1所示：表1-1赤泥掺量对加固材料工作性与力学性能的影响从表1-1可以看出：(1)随着赤泥掺量的增加，加固材料的工作性能逐渐减弱，当赤泥掺量高达60％后，赤泥的粘度与流动度均呈现急剧下降的趋势；(2)随着赤泥掺量的增加，加固材料的强度呈现逐渐降低的趋势，当赤泥掺量为55％时，其7d强度为1.05MPa，28d强度为2.20MPa。例如：固定加固材料中赤泥掺量为55％，矿粉掺量为2.5％，脱硫石膏掺量为5％，外加剂掺量为1％(外掺)，水固比为1:1.2，调整水泥掺量分别为2.5％、5％、7.5％、10％、12.5％，其余用粉煤灰补齐，分别检测加固材料的工作性与力学性能，具体试验结果如表1-2所示：表1-2水泥掺量对加固材料工作性与力学性能的影响从表1-2可以看出：(1)水泥掺量的变化对加固材料的工作性影响不大，其粘度基本位于30-35s之间，初始流动度基本在320mm左右，30min流动度在300mm左右；(2)随着水泥掺量的增加，加固材料的强度呈现逐渐升高的趋势，当水泥掺量有2.5％提高到12.5％，加固材料的28d强度由原来的0.75MPa提高到3.01MPa，考虑到经济性，合适的水泥掺量为7.5％。例如：固定加固材料中赤泥掺量为55％，水泥掺量为7.5％，脱硫石膏掺量为5％，外加剂掺量为1％(外掺)，水固比为1:1.2，调整矿粉掺量分别为0％、2.5％、5.0％，其余用粉煤灰补齐，分别检测加固材料的工作性与力学性能，具体试验结果如表1-3所示：表1-3矿粉掺量对加固材料工作性与力学性能的影响从表1-3可以看出：(1)随着矿粉掺量的增加，加固材料的粘度逐渐增大，流动度则逐渐降低，但均满足相关技术要求；(2)随着矿粉掺量的增加，加固材料的强度呈现逐渐升高的趋势，当矿粉掺量有0％提高到5％，加固材料的28d强度由原来的1.58MPa提高到2.56MPa.由于有些地区的矿粉资源较少，且成本较高，考虑到经济性，合适的矿粉掺量为2.5％。例如：固定加固材料中赤泥掺量为55％，水泥掺量为7.5％，矿粉掺量为2.5％，外加剂掺量为1％(外掺)，水固比为1:1.2，调整脱硫石膏掺量分别为0％、2.5％、5.0％、7.5％，其余用粉煤灰补齐，分别检测加固材料的工作性与力学性能，具体试验结果如表1-4所示：表1-4脱硫石膏掺量对加固材料工作性与力学性能的影响从表1-4可以看出：(1)随着脱硫石膏掺量的增加，加固材料的粘度逐渐增大，流动度则逐渐降低，当脱硫石膏掺量高到7.5％后，加固材料30min流动度降低至260mm；(2)随着脱硫石膏掺量的增加，加固材料的强度呈现先逐渐升高后逐渐降低的趋势，当脱硫石膏掺量为5％时，加固材料28d强度达到最高值为2.20MPa。例如：固定加固材料中赤泥掺量为55％，水泥掺量为7.5％，矿粉掺量为2.5％，脱硫石膏掺量为5％，其余用粉煤灰补齐，水固比为1:1.2，调整外加剂掺量分别为0％、0.5％、1.0％、1.5％(外掺)，分别检测加固材料的工作性与力学性能，具体试验结果如表1-5所示：表1-5外加剂掺量对加固材料工作性与力学性能的影响从表1-5可以看出：(1)外加剂对加固材料工作性影响显著，当其掺量低于0.5％时，加固材料粘度较高，且流动度较小，无法满足施工要求，而当其掺量高达1.5％后，加固材料出现了泌水现象，同样影响了其工作性；(2)外加剂掺量对加固材料的力学性能具有一定的影响，随着外加剂掺量的增加，加固材料的强度也逐渐上升。综合考虑，优选外加剂掺量为1.0％。例如：固定加固材料中赤泥掺量为55％，水泥掺量为7.5％，矿粉掺量为2.5％，脱硫石膏掺量为5％，其余用粉煤灰补齐，外加剂掺量为1.0％(外掺)，调整水固比为分别为1：1.0、1：1.1、1：1.2、1：1.3，分别检测加固材料的工作性与力学性能，具体试验结果如表1-6所示：表1-6水固比对加固材料工作性与力学性能的影响从表1-6可以看出：(1)水固比对加固材料工作性影响显著，随着水固比的降低，加固材料的工作性逐渐减弱；(2)水固比对加固材料力学性能有显著影本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种井下建/构筑物加固材料，其特征在于，包括以下重量百分比的固体材料构成：赤泥45％～60％、粉煤灰25％～40％、脱硫石膏0～7.5％、矿渣0～5％、水泥2.5％～12.5％；还包括水，水固比为1:1.0～1.3。

【技术特征摘要】
1.一种井下建/构筑物加固材料，其特征在于，包括以下重量百分比的固体材料构成：赤泥45％～60％、粉煤灰25％～40％、脱硫石膏0～7.5％、矿渣0～5％、水泥2.5％～12.5％；还包括水，水固比为1:1.0～1.3。2.根据权利要求1所述的一种井下建/构筑物加固材料，其特征在于，包括以下重量百分比的固体材料构成：赤泥55％、粉煤灰...

【专利技术属性】
技术研发人员：穆满根，
申请(专利权)人：山西工程技术学院，
类型：发明
国别省市：山西,14