一种基于煤矸石的矿用喷射混凝土及其制备方法技术

本申请涉及喷射混凝土技术领域，具体提供了一种基于煤矸石的矿用喷射混凝土及其制备方法

【技术实现步骤摘要】
份；
B
组分包括以下重量份数的组分：聚合硫酸铝4‑
10
份，三异丙醇胺1‑9份，十八水合硫酸铝1‑4份，乙二醇1‑4份，纳米氢氧化铝2‑5份，辛酸三异丙醇胺酯3‑5份
。
[0008]在该实施方式中，煤矸石中的矿物成分主要由高岭土
、
石英
、
蒙脱石
、
长石
、
伊利石
、
石灰石
、
硫化铁
、
氧化铝组成；煤矸石中的化合物主要由
SiO2、Al2O3、K2O、Fe2O3、CaO、MgO、SO3、P
205
等氧化物组成，煤矸石中
SiO2的含量介于
40
％～
70
％之间，
Al2O3的含量介于
15
％～
30
％之间
。
本申请实施例中利用煤矸石作为骨料，实现了固体废弃物的有效利用，降低了喷射混凝土的生产成本
。
其中，组分
A
中的水泥
、
掺合料和添加剂能够提供混凝土的结合性和工作性，使煤矸石与其他材料充分结合；具体的，添加的甲酸钙能够提高喷射混凝土的早期强度，减水剂和引气剂等能够调节混凝土的流动性和密实性，提高喷射混凝土的工作性能和力学性能
。
组分
B
中的聚合硫酸铝
、
三异丙醇胺和纳米氢氧化铝等能够增强混凝土的力学性能和抗渗性能，提高煤矸石喷射混凝土的耐久性和稳定性
。
组分
A
和组分
B
能够在喷射施工时混合后迅速发生反应，形成坚硬的保护层，提高喷射混凝土的力学性能和抗渗性能
。
[0009]作为一个可以实现的实施方式，所述喷射混凝土包括重量比为
100
：
(3
‑
9)
的组分
A
和组分
B
；其中，
A
组分包括以下重量份数的组分：水泥
100
，煤矸石
135
‑
140
份，水
50
‑
60
份，甲酸钙2‑4份，减水剂4‑5份，引气剂1‑2份；
B
组分包括以下重量份数的组分：聚合硫酸铝6‑8份，三异丙醇胺4‑6份，十八水合硫酸铝1‑3份，乙二醇2‑3份，纳米氢氧化铝3‑4份，辛酸三异丙醇胺酯3‑4份
。
[0010]作为一个可以实现的实施方式，所述喷射混凝土包括重量比为
100
：
(3
‑
9)
的组分
A
和组分
B
；其中，
A
组分包括以下重量份数的组分：水泥
100
份，煤矸石
135
份，水
55
份，甲酸钙3份，减水剂4份，引气剂1份；
B
组分包括以下重量份数的组分：聚合硫酸铝6份，三异丙醇胺6份，十八水合硫酸铝1份，乙二醇2份，纳米氢氧化铝4份，辛酸三异丙醇胺酯4份
。
[0011]在该实施方式中，申请人经过探究，采用上述配比的喷射混凝土，能够充分发挥出各组分的优势，使得喷射混凝土在使用煤矸石作为骨料的同时，具有较佳的力学性能
。
[0012]作为一个可以实现的实施方式，所述
B
组分采用以下步骤制备：将聚合硫酸铝在
55
‑
65℃
的温度下加热溶解在水中，随后在相同的温度下加入三异丙醇胺和乙二醇搅拌
30min
，接着加入十八水合硫酸铝搅拌
30min
后，再加入纳米氢氧化铝搅拌
30min
，并边搅拌边滴加辛酸三异丙醇胺酯即得
B
组分
。
[0013]在该实施方式中，该制备方法简单易行，操作便捷，制备出来的
B
组分品质稳定可靠，可以满足实际生产需要
。
其中，聚合硫酸铝和十八水合硫酸铝作为主要促凝组分，能够使得喷射混凝土产生速凝效果
。
三异丙醇胺能够提升喷射混凝土的早期强度性能和促凝效果，同时还起到络合铝离子形成稳定络合物的作用，配合辛酸三异丙醇胺酯，使得
B
组分更加稳定
。
乙二醇能够提升喷射混凝土的后期强度
。
而纳米氢氧化铝可以增强混凝土的收缩性能和抗渗性能，提高喷射混凝土的耐久性和稳定性
。
辛酸三异丙醇胺酯作为速凝剂，可以在混凝土喷射施工后迅速发生反应，并形成坚硬的保护层，提高混凝土的早期强度和耐久性，同时，辛酸三异丙醇胺酯还能起到稳定剂的作用，提升
B
组分的稳定性
。
[0014]作为一个可以实现的实施方式，所述煤矸石分为0‑
2.5mm
，
2.5
‑
5mm
，5‑
10mm
，
10
‑
15mm
不同粒径范围的煤矸石骨料，且各粒径范围的煤矸石骨料的重量百分比分别为0‑
2.5mm
：
28.1
‑
57.4
％，
2.5
‑
5mm
：
13.8
‑
17.6
％，5‑
10mm
：
15.1
‑
28.5
％，
10
‑
15mm
：
13.7
‑
25.8
％
。
[0015]在该实施方式中，本申请实施例采用煤矸石完全取代喷射混凝土中的粗
、
细骨料
。
经过验证，在上述级配的情况下，大颗粒之间通过相互嵌镶构成骨架，充足数量的细骨料对骨架间的空隙进行填充，从而形成连续级配，这种结构在加入胶凝材料后喷射混凝土内摩擦角较高，粘聚力也较高
。
因此，上述合理的连续级配的密实度较好，有较好的堆积密度，减少颗粒间的空隙，增强颗粒间的啮合效果，能够充分发挥水泥的粘结作用以及集料的骨架作用，对于混凝土强度的增加较为明显
。
同时，合适的级配能够提升喷射混凝土的泵送性，降低回弹率
。
[0016]作为一个可以实现的实施方式，所述掺合料包括重量比为3‑
5:2
‑
4:1
‑2的硅灰
、
纳米二氧化硅及纳米硅酸铝
。
[0017]在该实施方式中，通过以硅灰
、
纳米二氧化硅及纳米硅酸铝复配作为掺合料，可以有效抑制由煤矸石引起的喷射混凝混凝土强度的降低，可以使得喷射混凝土的早期强度和后期强度得到有效保障
。
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种基于煤矸石的矿用喷射混凝土，其特征在于，所述喷射混凝土包括重量比为
100
：
(3
‑
9)
的组分
A
和组分
B
；其中，
A
组分包括以下重量份数的组分：水泥
100
‑
140
份，煤矸石
135
‑
150
份，水
50
‑
70
份，掺合料
15
‑
20
份，甲酸钙1‑5份，减水剂4‑5份，引气剂1‑2份；
B
组分包括以下重量份数的组分：聚合硫酸铝4‑
10
份，三异丙醇胺1‑9份，十八水合硫酸铝1‑4份，乙二醇1‑4份，纳米氢氧化铝2‑5份，辛酸三异丙醇胺酯3‑5份
。2.
根据权利要求1所述的喷射混凝土，其特征在于，所述喷射混凝土包括重量比为
100
：
(3
‑
9)
的组分
A
和组分
B
；其中，
A
组分包括以下重量份数的组分：水泥
100
，煤矸石
135
‑
140
份，水
50
‑
60
份，掺合料
18
‑
20
份，甲酸钙3‑5份，减水剂4‑5份，引气剂1‑2份；
B
组分包括以下重量份数的组分：聚合硫酸铝6‑8份，三异丙醇胺4‑6份，十八水合硫酸铝1‑3份，乙二醇2‑3份，纳米氢氧化铝3‑4份，辛酸三异丙醇胺酯3‑4份
。3.
根据权利要求2所述的喷射混凝土，其特征在于，所述喷射混凝土包括重量比为
100
：
(3
‑
9)
的组分
A
和组分
B
；其中，
A
组分包括以下重量份数的组分：水泥
100
份，煤矸石
140
份，水
60
份，掺合料
18
份，甲酸钙3份，减水剂4份，引气剂1份；
B
组分包括以下重量份数的组分：聚合硫酸铝6份，三异丙醇胺6份，十八水合硫酸铝3份，乙二醇2份，纳米氢氧化铝4份，辛酸三异丙醇胺酯4份
。4.
根据权利要求1‑3任意一项所述的喷射混凝土，其特征在于，所述
B
组分采用以下步骤制备：将聚合硫酸铝在
55
‑
65℃
的温度下加热溶解在水中，随后在相同的温度下加入三异丙醇胺和乙二醇搅拌
30min
，接着加入十八水合硫酸铝搅拌
30min
后，再加入纳米氢氧化铝搅拌
30min
，并边搅拌边滴加辛酸三异丙醇胺酯即得
B
组分
。5.
根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：李瑞明，李豪，戴诗媛，文俊强，
申请(专利权)人：北京驻地新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：