【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于注浆材料制备，具体地，本专利技术涉及一种基于分子取向诱导结晶的纳米改性复合注浆材料及其制备方法和应用。
技术介绍
1、注浆改性是实现巷道围岩变形控制的有效解决途径，注浆改性技术中注浆材料的结构设计和性能调控是注浆改性的关键核心。有机注浆材料存在价格高、污染环境、易老化等方面的问题。而以普通水泥为代表的无机注浆材料以其优异的力学强度、环保性能和价格优势在巷道围岩变形控制方面表现出独特优势，在地质条件简单的巷道取得了较好加固效果，但在中等及复杂地质条件的巷道，其强度不足的问题导致巷道变形难以控制。
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本专利技术实施例提出一种基于分子取向诱导结晶的纳米改性复合注浆材料及其制备方法和应用。
2、为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：
3、第一方面，本专利技术实施例提出了一种基于分子取向诱导结晶的纳米改性复合注浆材料，包括如下质量份数的组分：硅酸盐水泥熟料80-100份，增强剂5-10份，结晶成核剂10-15份，结晶促进剂1-3份，界面改性剂0.5-0.8份，界面偶联剂0.1-0.3份，促溶剂0.1-0.2份，分散促进剂0.1-0.4份。
4、本专利技术实施例通过将无机注浆材料与有机注浆材料相复合，并引入结晶成核剂，可以实现分子取向诱导无机胶凝材料水化，改变注浆材料的聚集态结构，使有机无机复合注浆材料的强度和刚度得到提高，进而可以满足煤矿深部复杂
5、在一些实施例中，所述增强剂为纳米硅粉和纳米玻璃珠的混合物，其质量比为1:1。
6、在一些实施例中，所述结晶成核剂为纳米凹凸棒土、纳米氧化锆纤维、纳米氧化钛纤维、纳米硼纤维和碳纳米管的混合物，其质量比为6:2:1:3:2。
7、在一些实施例中，所述结晶促进剂为三乙醇胺、丙三醇、无水硫酸钠和氯化锂的混合物，其质量比为(2-4):1:1:2，优选为3:1:1:2。
8、在一些实施例中，所述界面改性剂为丙烯酰胺与丙烯酸正丁酯的无规共聚物。
9、在一些实施例中，所述界面偶联剂为乙撑双硬脂酰胺和n,n-二乙基乙醇胺的混合物，其质量比为(5-6):1，优选为6:1。
10、在一些实施例中，所述促溶剂为乙二胺四醋酸二钠。
11、在一些实施例中，所述分散促进剂为四苄基二硫化秋兰姆。
12、第二方面，本专利技术实施例还提出了如第一方面所述的基于分子取向诱导结晶的纳米改性复合注浆材料的制备方法，包括如下步骤：
13、s1，按照质量份数称取硅酸盐水泥熟料和增强剂，搅拌混合，得到注浆基料浆液；
14、s2，按照质量份数称取结晶成核剂、结晶促进剂、界面改性剂和界面偶联剂，搅拌混合，得到活性混合溶液；
15、s3，将所述步骤s2得到的所述活性混合溶液加入到所述步骤s1得到的所述注浆基料浆液中，再按照质量份数加入促溶剂和分散促进剂，搅拌混合，得到所述基于分子取向诱导结晶的纳米改性复合注浆材料。
16、本专利技术实施例的基于分子取向诱导结晶的纳米改性复合注浆材料的制备方法工艺简单，操作方便，成本低廉，易于广泛应用。
17、在一些实施例中，所述步骤s1中，所述搅拌混合的时间为10-15min，优选为10min；温度为15-30℃，优选为20℃；
18、和/或，所述步骤s2中，所述搅拌混合的时间为10-15min，优选为10min；温度为15-30℃，优选为20℃；
19、和/或，所述步骤s3中，所述搅拌混合的时间为20-30min，优选为20min；温度为15-30℃，优选为20℃。
20、第三方面，本专利技术实施例还提出了如第一方面所述的基于分子取向诱导结晶的纳米改性复合注浆材料在煤矿巷道支护中的应用。
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1.一种基于分子取向诱导结晶的纳米改性复合注浆材料，其特征在于，包括如下质量份数的组分：硅酸盐水泥熟料80-100份，增强剂5-10份，结晶成核剂10-15份，结晶促进剂1-3份，界面改性剂0.5-0.8份，界面偶联剂0.1-0.3份，促溶剂0.1-0.2份，分散促进剂0.1-0.4份。
2.根据权利要求1所述的基于分子取向诱导结晶的纳米改性复合注浆材料，其特征在于，所述增强剂为纳米硅粉和纳米玻璃珠的混合物，其质量比为1:1。
3.根据权利要求1所述的基于分子取向诱导结晶的纳米改性复合注浆材料，其特征在于，所述结晶成核剂为纳米凹凸棒土、纳米氧化锆纤维、纳米氧化钛纤维、纳米硼纤维和碳纳米管的混合物，其质量比为6:2:1:3:2。
4.根据权利要求1所述的基于分子取向诱导结晶的纳米改性复合注浆材料，其特征在于，所述结晶促进剂为三乙醇胺、丙三醇、无水硫酸钠和氯化锂的混合物，其质量比为(2-4):1:1:2。
5.根据权利要求1所述的基于分子取向诱导结晶的纳米改性复合注浆材料，其特征在于，所述界面改性剂为丙烯酰胺与丙烯酸正丁酯的无规共聚物。
6.根据权利要求1所述的基于分子取向诱导结晶的纳米改性复合注浆材料，其特征在于，所述界面偶联剂为乙撑双硬脂酰胺和N,N-二乙基乙醇胺的混合物，其质量比为(5-6):1。
7.根据权利要求1所述的基于分子取向诱导结晶的纳米改性复合注浆材料，其特征在于，所述促溶剂为乙二胺四醋酸二钠。
8.根据权利要求1所述的基于分子取向诱导结晶的纳米改性复合注浆材料，其特征在于，所述分散促进剂为四苄基二硫化秋兰姆。
9.一种如权利要求1-8任一项所述的基于分子取向诱导结晶的纳米改性复合注浆材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
10.一种如权利要求1-8任一项所述的基于分子取向诱导结晶的纳米改性复合注浆材料在煤矿巷道支护中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种基于分子取向诱导结晶的纳米改性复合注浆材料，其特征在于，包括如下质量份数的组分：硅酸盐水泥熟料80-100份，增强剂5-10份，结晶成核剂10-15份，结晶促进剂1-3份，界面改性剂0.5-0.8份，界面偶联剂0.1-0.3份，促溶剂0.1-0.2份，分散促进剂0.1-0.4份。
2.根据权利要求1所述的基于分子取向诱导结晶的纳米改性复合注浆材料，其特征在于，所述增强剂为纳米硅粉和纳米玻璃珠的混合物，其质量比为1:1。
3.根据权利要求1所述的基于分子取向诱导结晶的纳米改性复合注浆材料，其特征在于，所述结晶成核剂为纳米凹凸棒土、纳米氧化锆纤维、纳米氧化钛纤维、纳米硼纤维和碳纳米管的混合物，其质量比为6:2:1:3:2。
4.根据权利要求1所述的基于分子取向诱导结晶的纳米改性复合注浆材料，其特征在于，所述结晶促进剂为三乙醇胺、丙三醇、无水硫酸钠和氯化锂的混合物，其质量比为(2-4):1:...
【专利技术属性】
技术研发人员：李嘉峰，姜鹏飞，杨建威，张群涛，陈惠元，王子越，刘畅，
申请(专利权)人：中煤科工开采研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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