一种新型高强掺杂高水材料的制作方法
【技术领域】
[0001] -种新型高强掺杂高水材料，属于采矿技术领域，具体涉及一种充填法采煤所用 的充填材料。
【背景技术】
[0002] 采矿会带来一系列的后续问题，为了减小甚至避免开采引起的地表建筑物的沉降 和变形，采空区一般需要采取支护或填充等措施避。
[0003] 高水材料是冶金行业金矿、铁矿等的单位填充和尾砂、废料填充的胶结材料，并且 可以广泛应用于煤炭行业巷道旁填充支护，采空区堵漏灭火、阻燃、井巷壁厚充填支护等。
[0004] 传统的充填材料主要有两类：一是以硅酸盐水泥掺杂水玻璃作为充填材料，但是 该类材料有使用寿命短、作业固化时间长和材料浪费等缺点；二是高水材料充填，该材料具 有浆液流动性强，工艺简单，性能稳定，凝固速度快等优点。
[0005] 现有高水材料以及超高水材料都存在着强度较低、价格较高以及极易失水风化等 缺点，难以满足大规模充填需要。
【发明内容】
[0006] 本发明要解决的问题：克服现有高水材料使用上强度低、成本高的不足，提供一种 既能保留现有高水材料流动性强，性能稳定等优点，又能提高终凝强度、降低成本的掺杂改 性高水材料。
[0007] 本发明所采用的技术方案是：一种新型高强掺杂高水材料，该材料由甲乙两大组 份组成，其中，甲组为普通高水材料；乙组为掺杂的固体掺合料，可以为碎石、粘土，粉煤灰、 煤矸石等。
[0008] 本发明以碎石骨料掺和骨料作为说明，其粒径为5~60mm之间，本发明实施例中将 各粒径分为 4 组，分别为：5~10mm、10~20mm、20~40mm、40~60mm。
[0009] 本发明使用〇 101X200的圆形模具，统一将制成圆柱形试件，养护温度为24°C， 最终凝结试件为7天，通过试验方法得出各组试件的强度。
[0010] 甲组各个组分重量为：水66. 7%~86. 7%、石膏6. 7%~15. 4%，特种水泥6. 7%~15. 4%， 膨胀剂 〇. 67%~1. 54%，速凝剂 0. 27%~0. 62%。
[0011] 甲组重量和乙组重量为：普通高水材料19. 4%~28. 6%，碎石骨料71. 4%~80.6%。
[0012] 优选：上述掺杂的固体掺合料粒径为5~20mm，甲组重量和乙组重量为：普通高水 材料 19. 4%~23. 1 %，碎石骨料 76. 9%~80.6%。
[0013] 更优选：上述掺杂的固体掺合料粒径为5~10mm，甲组重量和乙组重量为：普通高 水材料 19. 4%~21. 2 %，碎石骨料 78. 8%~80.6%。
[0014] 所选的固体掺杂掺合料为普通碎石，通过筛分法筛选出符合粒径要求的掺合料。 该固体掺合料(即碎石）具有分布广泛，获取容易，价格低廉等优点。
[0015] 本发明取得的进步如下： 1、使用大量的碎石作为掺合料，节省了高水材料，从而节省了成本。并且由于碎石来源 广泛，能够极大的节省人力物力，打来巨大的经济效益。
[0016] 2、相对于普通高水材料，掺杂改性高水材料强度更高，更能满足工程实际需要。
[0017] 3、掺杂改性高水材料无毒、无味、无污染，更加环保。
【具体实施方式】
[0018] 下面结合实验对本发明一种新型高强掺杂高水材料作进一步的说明。
[0019] 以下所述，仅是本发明的部分效果较佳的实施例，对于本领域的技术人员而言，在 不脱离发明的原理和精神的情况下，可以对这些实施例进行合理的修改、替换和变型，本发 明的范围由权利要求书界定。
[0020] 实施例1 称取甲料：粒径为5~10mm的碎石骨料78. 8%~80.6% 〇
[0021] 称取乙料：水 15. 52%~16. 96%、石膏 1. 81%~1. 98%，特种水泥 1. 81%~1. 98%，膨胀剂 0. 18%~0. 20%，速凝剂0. 07%~0. 08%。混合后搅拌均匀，将浆液注入模具，得到了掺杂改性高 水材料试件。
[0022] 实施例2 称取甲料：粒径为l〇~20mm的碎石骨料76. 9%~78.8%。
[0023] 称取乙料：水 16. 96%~18. 48%、石膏 1. 98%~2. 16%，特种水泥 1. 98%~2. 16%，膨胀剂 0. 20%~0. 22%，速凝剂0. 08%~0. 09%。混合后搅拌均匀，将浆液注入模具，得到了掺杂改性高 水材料试件。
[0024] 实施例3 称取甲料：粒径为20~40mm的碎石骨料75. 4%~76. 9%。
[0025] 称取乙料：水 18. 48%~19.68%、石膏 2. 16%~2. 30%，特种水泥 2. 16%~2. 30%，膨胀剂 0. 22%~0. 23%，速凝剂0. 08%~0. 09%。混合后搅拌均匀，将浆液注入模具，得到了掺杂改性高 水材料试件。
[0026] 实施例4 称取甲料：粒径为40~60mm的碎石骨料71. 4%~75. 4%。
[0027] 称取乙料：水 19. 68%~22.88%、石膏 2. 30%~2. 67%，特种水泥 2. 30%~2. 67%，膨胀剂 0. 23%~0. 27%，速凝剂0. 09%~0. 11%。混合后搅拌均匀，将浆液注入模具，得到了掺杂改性高 水材料试件。
[0028] 对比例 仅由普通高水材料配制而成，各个组分重量为：水66. 7%~86. 7%、石膏6. 7%~15. 4%，特 种水泥6. 7%~15. 4%，膨胀剂 0. 67%~1. 54%，速凝剂 0. 27%~0. 62%。
[0029] 表1实施例1-4和对比例的材料性能表
注：上表中增幅为实例中试件的强度相对于对比例中试件的强度增大程度。
[0030] 由表1可以看出： 1、强度高：相对于普通高水材料，掺杂改性高水材料强度更高，更能满足大规模充填需 要。
[0031] 2、成本低：使用大量的碎石作为掺合料，节省了高水材料，从而节省了成本；由于 掺和物来源广泛，能够极大的节省人力物力，带来巨大的经济效益。
[0032] 实际工程应用中，可按实际需要选用实施例1~实施例4中的掺合料。
【主权项】
1. 该材料由甲乙两大组份配制而成，其中，甲组为普通高水材料；乙组为一定粒径级 配掺杂的固体掺合料。2. -种如权利要求1所述的新型高强掺杂高水材料，甲组各个组分重量为： 水 66. 7%~86. 7%、石膏 6. 7%~15. 4%，特种水泥 6. 7%~15. 4%，膨胀剂 0? 67%~L 54%，速 凝剂0. 27%~0. 62% ;甲组重量和乙组重量为：普通高水材料19. 4%~28. 6%，碎石骨料 71. 4%~80. 6%〇3. 配置步骤为：在搅拌机中加入水、特种水泥、石膏、速凝剂和发泡剂，搅拌均匀后注 入到固体掺合物中。
【专利摘要】一种新型高强掺杂高水材料，属于采矿技术领域，具体涉及一种充填法采煤所用的充填材料。该材料由甲乙两大组份配制而成，其中，甲组为普通高水材料；乙组为一定粒径级配掺杂的固体掺合料，本发明以碎石骨料作为说明。甲组各个组分重量为：水66.7%~86.7%、石膏6.7%~15.4%，特种水泥6.7%~15.4%，膨胀剂0.67%~1.54%，速凝剂0.27%~0.62%。甲组重量和乙组重量为：普通高水材料19.4%~28.6%，碎石骨料71.4%~80.6%。本发明的新型高水材料具有原料广泛、价格低廉，稳定性好，后期强度高和绿色环保等有点，可以满足大规模充填需要。
【IPC分类】C04B38/02, C04B28/14
【公开号】CN105152612
【申请号】CN201510038873
【发明人】蒋源, 刘长武, 卢邦稳, 郭兵兵, 刘德峰, 李嘉峰, 陈宏臻
【申请人】四川大学
【公开日】2015年12月16日
【申请日】2015年1月27日