【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及矿山充填材料制备，特别涉及一种制备掺纤维锂长石尾砂胶结充填体的方法。
技术介绍
1、在金属矿山经过采矿生产后，会产生大量废石，尾矿渣等堆积物，对周围生态环境造成威胁和破坏，因此尾砂以及废弃物处理已经成为一个值得关注的问题。运用充填采矿法，对堆积的尾矿废弃物进行处理，一方面能够对减少尾矿堆积，另一方面能使得采矿作业更加安全。实际上，尾矿胶结充填材料已经在地下采空区的充填中被广泛应用。通常尾矿胶结充填材料主要由尾矿、粘结剂和水制备而成。有的时候为了满足回填结构的设计要求，可以通过加入化学物质和纤维材料来改良充填体的物理性能。
2、为了保证混凝土结构的安全性，减少干燥收缩和受压变形等情况引起的起裂和微小裂纹扩展的情况，通过采用掺入纤维的方法，提高构件的后续承载能力，使构件进入屈服变形阶段，从而减少构件的早期开裂的情况。为了降低水泥等相关材料成本，研究人员通过掺入多种不同纤维，来增强胶结回填土的耐久性、强度等，从而获得抗压、抗拉以及韧性等物理性能。研究人员为充填体的混合配比设计提供了有效的方法，可以减少试验的数量，提供适当的混合比，并提高充填体的性能和效益。
3、由于抗弯强度可以用于构件的抗裂性能评估和开裂之后变形的研究，研究人员通过结果可以得到构件所产生的裂缝与胶凝材料内部应力之间的关系及充填体基体的力学性能。研究人员发现，所掺入纤维的类型与含量、水泥的类型、水与水泥的比值以及水泥与尾砂的比值等都会对构件的抗弯强度特性产生影响。因此，为构件选择合适的水泥以及纤维材料是十分重要的。
4、
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供了一种制备掺纤维锂长石尾砂胶结充填体的方法，通过便利、广泛的材料，提高充填体的抗弯强度，通过掺入纤维作为骨料的锂长石尾砂胶结充填体试样，对其进行三点弯曲测试，获得掺纤维制备锂长石尾砂胶结充填体试验的抗弯强度值，比较其抗弯强度的大小，得到最优的纤维类型、固体含量、纤维含量以及水泥与尾砂比例，以获得更好的锂长石尾砂胶结充填体抗弯强度改善效果，提高锂长石尾砂胶结充填体抗弯强度。
2、具体而言，本专利技术提供如下技术方案：
3、一种制备掺纤维锂长石尾砂胶结充填体的方法，包括：
4、步骤s1、取锂长石尾砂和纤维作为骨料，水泥为胶凝材料，搅拌均匀得到第一混合物；
5、步骤s2、将水加入第一混合物中并再次搅拌，得到一定固含量的料浆；
6、步骤s3、将料浆倒入模具中并进行养护，即得到掺纤维锂长石尾砂胶结填充体；
7、其中纤维选自聚乙烯纤维、玻璃纤维、聚丙烯腈纤维、聚乙烯醇纤维中的至少一种；
8、原料质量比：纤维:锂长石尾砂:水泥:水＝1:99.2-443.2:11.3-99.8:41.8-269.2；
9、料浆固含量为65-75％。
10、可选的，步骤s1中，纤维长度为12mm，水泥选用强度42.5的普通硅酸盐水泥，搅拌时间不少于3min。
11、可选的，步骤s2中，搅拌时间不少于3min。
12、可选的，步骤s3中，养护过程为将充填体放置在养护温度为(20±5)℃、相对湿度为(95±5％)的恒温恒湿养护箱中养护7d。
13、可选的，纤维最优为聚乙烯醇纤维，原料最优配比为纤维含量0.4％，固体含量70％，水泥质量与尾砂质量比1/4。
14、可选的，掺纤维锂长石尾砂胶结填充体采用电子万能试验机进行弯曲强度测试。
15、可选的，掺纤维锂长石尾砂胶结填充体在空间充填中的应用。
16、本专利技术所用锂长石尾砂取自宜春某矿山尾砂，尾砂颗粒较细，呈灰白色；
17、充填体试样制备条件优化：根据正交试验设计，按照四种纤维类型不同，纤维含量从0.2％～0.8％，每组增量为0.2％；固体含量为65％、68％、70％以及75％；水泥与尾砂的比例为1/4、1/6、1/8以及1/10的比例共分为16组。称取锂长石尾砂、水泥和纤维放入搅拌机中均匀混合搅拌3分钟，然后按比例加入适量水进行搅拌，直到纤维均匀分散在混凝土中。随后将制备的填充浆料倒入标准模具中，长方体模具尺寸为40mm×40mm×160mm。
18、充填体试样养护：将制备好的全部充填体试样放置到养护温度为(20±5)℃、相对湿度为(95±5％)的恒温恒湿养护箱中养护龄期为7d。
19、充填体试样三点弯曲试验弯曲强度测试：在达到预定的7天固化时间后，将试块取出，上下两面打磨平整，以达到三点弯曲实验的平整度要求。三点弯曲实验使用的是电子万能试验机，试验实际跨度值为100mm，加载速率为0.1mm/min,本试验取加载点的位移作为试块挠度的弯曲挠度值，试验过程中电脑记录全过程，最终可获得试块的位移-荷载曲线，抗弯强度；每组试样取三个充填体试样进行测试，求取平均值作为最终抗弯强度值，同组充填体试样的强度值误差在±15％范围内；万能电子压力机的最大荷载为20000n，压力传感器的精度为0.01n，位移传感器的精度为0.001mm。
20、本专利技术提供的技术方案带来的有益效果至少包括：
21、本专利技术的利用纤维和锂长石尾砂作为骨料制备掺纤维锂长石尾砂胶结填充体的方法能够显著改善充填体的抗弯强度。降低了充填成本并具有工艺简单的优势。运用充填采矿法，对堆积的锂长石尾矿废弃物进行处理，一方面能够对减少尾矿堆积，有利于环境保护，另一方面能使得采矿作业更加安全。本专利技术的相对简单的工艺流程，更加适合现场应用。
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1.一种制备掺纤维锂长石尾砂胶结充填体的方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S1中，纤维长度为12mm，水泥选用强度42.5的普通硅酸盐水泥，搅拌时间不少于3min。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S2中，搅拌时间不少于3min。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S3中，养护过程为将充填体放置在养护温度为20±5℃、相对湿度为95±5％的恒温恒湿养护箱中养护7d。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，纤维最优为聚乙烯醇纤维，原料最优配比为纤维含量0.8％，固体含量70％，水泥质量与尾砂质量比1/4。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，掺纤维锂长石尾砂胶结填充体采用电子万能试验机进行弯曲强度测试。
7.权利要求1-6任一项所述方法制备的掺纤维锂长石尾砂胶结填充体在空间充填中的应用。
【技术特征摘要】
1.一种制备掺纤维锂长石尾砂胶结充填体的方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤s1中，纤维长度为12mm，水泥选用强度42.5的普通硅酸盐水泥，搅拌时间不少于3min。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤s2中，搅拌时间不少于3min。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤s3中，养护过程为将充填体放置在养护温度为20±5℃、...
【专利技术属性】
技术研发人员：朱道佩，张穗康，
申请(专利权)人：宜春江理锂电新能源产业研究院，
类型：发明
国别省市：
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