一種煤礦用發泡水泥促凝劑及製備方法
2023-05-28 18:58:16
一種煤礦用發泡水泥促凝劑及製備方法
【專利摘要】本發明公開了一種煤礦用發泡水泥促凝劑，包括如下重量份數的原料：煤矸石30～51份、粉煤灰25～38份、石灰石16～27份、螢石2～5份；該促凝劑的製備方法如下：（1）按比例稱取上述原料，研磨成直徑為8mm～12mm的球狀顆粒，混合均勻；（2）將所得的混合物以1：1.5的水灰比攪拌混合均勻，在200℃～300℃，1atm條件下利用水熱合成法處理4h-6h得到預處理產品；（3）將預處理產品在850℃～1000℃下煅燒1h～2h，將煅燒得到的產品磨至比表面積為500m2/kg～700m2/kg。該促凝劑的促凝效果好；促凝劑含鹼量低，節約資源。
【專利說明】一種煤礦用發泡水泥促凝劑及製備方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種促凝劑及製備方法，具體是一種煤礦用發泡水泥促凝劑及製備方法。
【背景技術】
[0002]發泡水泥是一種多孔泡沫材料，因其在新鮮狀態下具有良好的流動性，能向上堆積，凝結成型後輕質，具有一定的抗壓強度及導熱係數低的特點而被廣泛應用於隔熱、保溫工程領域。目前，煤炭自燃是我國煤礦安全生產面臨的最主要災害之一，一旦發生火災便會造成巨大的經濟損失和人員傷亡。為了有效防治煤礦井下由於漏風而導致的煤炭自燃，在煤礦採空區、高冒區、停採線附近、空硐等易自燃區域(高溫火源點)，常採用發泡水泥進行填充並對與其相連的採動裂隙進行密閉封堵，阻斷供氧通道和防止高溫區域擴散，從而降低礦井煤自燃火災危險性。
[0003]在煤礦現場施工過程中要求發泡水泥需在短時間內凝結、固化成型產生一定的抗壓強度，為此需要採用促凝劑加速發泡水泥漿液體系的凝結過程。但是，現有的促凝劑容易受到漿液中發泡劑的影響，凝結時間不穩定；且其使用時放熱會導致發泡水泥不穩定發生破裂，無法同時滿足現場對發泡水泥高穩定性及隔熱性能的要求。另外，現有促凝劑含鹼量大，消耗資源較多。
【發明內容】
[0004]針對上述現有技術存在的問題，本發明提供一種煤礦用發泡水泥促凝劑及製備方法，凝結時間可調，促凝效果好，能夠滿足現場對發泡水泥高穩定性及隔熱性能的要求?』促凝劑含鹼量低，節約資源。
[0005]為了實現上述目的，本發明提供一種煤礦用發泡水泥促凝劑，包括如下重量份數的原料:煤矸石30~51份、粉煤灰25~38份、石灰石16~27份、螢石2~5份。
[0006]優選的，所述的原料的重量份數為:煤矸石41份、粉煤灰36份、石灰石20份、螢石3份。
[0007]—種煤礦用發泡水泥促凝劑的製備方法，具體步驟為:
[0008](I)按比例稱取煤矸石、粉煤灰、石灰石和螢石，研磨成直徑為8mm~12mm的球狀顆粒，混合均勻；
[0009](2)將步驟(1)中所得的混合物以1:1.5的水灰比攪拌混合均勻，在200°C~300°C, Iatm條件下利用水熱合成法處理4h_6h得到預處理產品；
[0010](3)將預處理產品在850°C~1000°C下煅燒Ih~2h，將煅燒得到的產品磨至比表面積為 500m2/kg ~700m2/kg。
[0011]本發明的有益效果是:通過採用水熱合成法和後期的高溫煅燒，製備的促凝劑純度高，將該促凝劑加入泥漿體系後，促凝劑與水泥中的石膏、水分迅速發生反應，生成大量的鈣礬石，一分子產物結合三十二分子的水並在失去水的孔隙中結晶，這些結晶度高的水化物相互交錯，形成較硬的骨架，支撐起泡沫泥漿體系，增強發泡水泥的穩定性，促凝效果好；促凝劑製備原料以煤矸石、粉煤灰作為主要原材料，實現廢物利用，而且最終製備的促凝劑的含鹼量低；本製備方法與傳統直接高溫煅燒方法相比較，預先低溫水熱合成處理可以降低後期煅燒溫度，在較低煅燒溫度下就能夠生成大量產物，達到節能的效果。
【具體實施方式】
[0012]下面結合實施例對本發明做進一步說明。
[0013]實施例1
[0014]一種煤礦用發泡水泥促凝劑，包括如下重量份數的原料:煤矸石34kg、粉煤灰37kg、石灰石27kg、螢石2kg。
[0015]本實施例中煤礦用發泡水泥促凝劑的製備方法，具體步驟為:
[0016]首先將原料研磨成直徑為IOmm的球狀顆粒，混合均勻；將混合物以1: 1.5的水灰比攪拌混合均勻，在250°C，Iatm條件下利用水熱合成法處理5h得到預處理樣品；最後將預處理後得到的樣品在900°C下煅燒1.5h，將煅燒得到的樣品磨至比表面積為600m2/kg。
[0017]實施例2
[0018]一種煤礦用發泡水泥促凝劑，包括如下重量份數的原料:煤矸石37kg、粉煤灰36kg、石灰石25kg、螢石2kg。
[0019]本實施例中煤礦用發泡水泥促凝劑的製備方法同實施例1。
[0020]實施例3
[0021]一種煤礦用發泡水泥促凝劑，包括如下重量份數的原料:煤矸石38kg、粉煤灰37kg、石灰石23kg、螢石2kg。
[0022]本實施例中煤礦用發泡水泥促凝劑的製備方法同實施例1。
[0023]實施例4
[0024]一種煤礦用發泡水泥促凝劑，包括如下重量份數的原料:煤矸石40kg、粉煤灰38kg、石灰石19kg、螢石3kg。
[0025]本實施例中煤礦用發泡水泥促凝劑的製備方法同實施例1。
[0026]實施例5
[0027]—種煤礦用發泡水泥促凝劑，包括如下重量份數的原料:煤矸石41kg、粉煤灰36kg、石灰石20kg、螢石3kg。
[0028]本實施例中煤礦用發泡水泥促凝劑的製備方法同實施例1。
[0029]實施例6
[0030]一種煤礦用發泡水泥促凝劑，包括如下重量份數的原料:煤矸石43kg、粉煤灰34kg、石灰石19kg、螢石4kg。
[0031]本實施例中煤礦用發泡水泥促凝劑的製備方法同實施例1。
[0032]實施例7
[0033]一種煤礦用發泡水泥促凝劑，包括如下重量份數的原料:煤矸石45kg、粉煤灰31kg、石灰石21kg、螢石3kg。
[0034]本實施例中煤礦用發泡水泥促凝劑的製備方法同實施例1。
[0035] 實施例8[0036]一種煤礦用發泡水泥促凝劑，包括如下重量份數的原料:煤矸石47kg、粉煤灰29kg、石灰石20kg、螢石4kg。
[0037]本實施例中煤礦用發泡水泥促凝劑的製備方法同實施例1。
[0038]實施例9
[0039]一種煤礦用發泡水泥促凝劑，包括如下重量份數的原料:煤矸石48kg、粉煤灰28kg、石灰石19kg、螢石5kg。
[0040]本實施例中煤礦用發泡水泥促凝劑的製備方法同實施例1。
[0041]實施例10
[0042]一種煤礦用發泡水泥促凝劑，包括如下重量份數的原料:煤矸石50kg、粉煤灰25kg、石灰石20kg、螢石5kg。
[0043]本實施例中煤礦用發泡水泥促凝劑的製備方法同實施例1。
[0044]將上述實施例1-10中所製備的煤礦用發泡水泥促凝劑以重量分數10%的添加量加入發泡水泥漿體中，混合均勻，分別檢測發泡水泥的初凝和終凝時間，具體數據見表1。
[0045]表1不同原料配比的煤礦用發泡水泥促凝劑對凝結時間的影響
[0046]
【權利要求】
1.一種煤礦用發泡水泥促凝劑，其特徵在於，包括如下重量份數的原料:煤矸石30~51份、粉煤灰25~38份、石灰石16~27份、螢石2~5份。
2.根據權利要求1所述的一種煤礦用發泡水泥促凝劑，其特徵在於，所述的原料的重量份數為:煤矸石41份、粉煤灰36份、石灰石20份、螢石3份。
3.權利要求1或2所述的一種煤礦用發泡水泥促凝劑的製備方法，其特徵在於，具體步驟為: (1)按比例稱取煤矸石、粉煤灰、石灰石和螢石，研磨成直徑為8_~12_的球狀顆粒，混合均勻； (2)將步驟(1)中所得的混合物以1:1.5的水灰比攪拌混合均勻，在200°C~300°C，Iatm條件下利用水熱合成法處理4h-6h得到預處理產品； (3)將預處理產品在850°C~1000°C下煅燒Ih~2h，將煅燒得到的產品磨至比表面積為 500 m2/kg ~700m2 Ag。
【文檔編號】C04B103/12GK103964721SQ201410127668
【公開日】2014年8月6日 申請日期:2014年3月31日 優先權日:2014年3月31日
【發明者】秦波濤, 魯義, 史全林, 賈玉威, 李方磊 申請人:中國礦業大學