緩凝慢膨脹充填粉的製作方法
2023-10-31 22:29:12 1
專利名稱：緩凝慢膨脹充填粉的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種用於礦業、水利、隧道、公路等工程注漿、封隙或膠結其他細物料(沙或灰)充填的緩凝慢膨脹充填粉。
背景技術：
本申請人於1997年4月29日作為發明人申請了一件名稱為「煤礦離層帶注漿防浸堵漏膨脹泥粉」的發明專利，申請號為97105827.X、申請日為1997年4月29日，該專利已授權，授權公告日為2000年7月19日。
該專利說明書摘要為「一種煤礦離層帶注漿防浸堵漏膨脹泥粉，替代原有粉煤灰、粘土、煤泥等注漿材料，膨脹泥粉的重量百分含量為粘土20～60％；硫鋁酸鹽熟料20～50％；石膏10～40％；石灰5～20％；本發明加水反應後膨脹10～15倍，用量小，適宜泵送，充填效果好。浸透性強、粘性大，固化不硬化，封堵裂隙好，還原性強，再塑性好，同時，施工方便，能節省大量人力和設備，對人體無害，不汙染環境。」該專利權利要求為「一種煤礦離層帶注漿防浸堵漏膨脹泥粉，其特徵在於膨脹泥粉的重量百分比為粘土20～60％；硫鋁酸鹽熟料20～50％；石膏10～40％；石灰5～20％。」本申請人於1998年8月15日作為申請人申請了一件名稱為「礦業充填封堵低水膠固粉」發明專利，其申請號為98110406.1、申請日為1998年8月15日、授權公告日為2000年12月20日。
該專利說明書摘要為「礦業充填封堵低水膠固粉，主要適用於金屬礦業開採全尾沙充填封堵。本發明以鋼廠冶煉廢渣-礦渣為主要原料，以矽酸鹽水泥熟料作為激化材料。矽酸鹽水泥熟料強度42.5～52.5MPa，重量百分比含量為礦渣81～95％，矽酸鹽水泥熟料5～19％。經球磨機混合粉磨成粉，細度達0.08mm孔篩餘量小於8即為成品。本發明成本低，製造成本約相當於高水材料的1/3，充填成本小於22元/m3。生產製造簡單，可自產自用。用水量低，充填密度高，質量穩定，不碳化，老化慢，強度持續年限長。」該專利權利要求為「一種礦業充填封堵低水膠固粉，其特徵在於以鋼廠冶煉礦渣為主要原料，以矽酸鹽水泥熟料作為激化材料，矽酸鹽水泥熟料強度為42.5～52.5MPa；礦業充填封堵低水膠固粉的原料重量配合比為礦渣81～95％，矽酸鹽水泥熟料5～19％；經混合粉磨成粉，細度為0.08mm，孔篩餘量小於8。」上述第一個專利「煤礦離層帶注漿防浸堵漏膨脹泥粉」的作用是用於煤礦離層帶注漿，不硬化。第二個專利「礦業充填封堵低水膠固粉」僅能用於膠結材料，無膨脹性，。
發明內容
本發明的目的是提供一種用於礦業、水利、隧道、公路等工程注漿、封隙或膠結其他細物料(沙或灰)充填的緩凝慢膨脹充填粉，其水化成漿後形成固體物。
為了實現上述目的，本發明緩凝慢膨脹充填粉，其特徵在於按照包括下述原料的重量百分比進行配製，經粉磨製成礦渣2～95％石膏0～80％石灰5～98％。
根據上述的緩凝慢膨脹充填粉，其特徵在於所述原料的重量百分比為礦渣40～80％石膏10～50％石灰5～60％。
本發明是一種以礦渣(鋼冶水淬渣)、石膏(二水石膏或硬石膏)、石灰為原料，按一定比例配製後粉磨成粉狀物。在受水或潮溼的條件下體積緩慢膨脹，即緩凝慢膨脹，膨脹比例為1.01～2倍。其水化成漿後形成固體物，即水化後可以固結硬化。其強度隨著體積膨脹係數的增長而降低，強度為1MPa～15MPa。可以通過調整原料配比來調節膨脹比例和強度。本發明適用於礦業、水利、隧道、公路等工程注漿、封隙或膠結其他細物料(沙灰)充填。本發明無毒無害，不汙染環境。
一、本發明與前述的對比專利文獻1(專利號ZL97105827.X)相比1、對比文獻1是本人參與發明的「煤礦離層帶注漿防浸堵漏膨脹泥粉」，該發明的特點是原料為粘土20～60％；硫鋁酸鹽熟料20～50％；石膏10～40％；石灰5～20％。以上四種原料按一定比例混合粉磨成粉，加水後反應成體積為10～15倍的漿泥。漿泥不固化，用於煤礦離層帶注漿充填。
2、本發明主要優點是利用工業廢渣作原料，製造成本低；該材料會緩慢固結膨脹，適用範圍擴廣；無毒無害，不汙染環境。
3、本發明與對比專利文獻「煤礦離層帶注漿防浸堵漏膨脹泥粉」相比有以下不同(1)成分不同對比文獻用四種原料，本發明為三種；對比文獻中使用粘土和硫酸鹽水泥熟料，本發明不使用以上兩種原料；本發明使用工業廢渣，即鋼冶水淬渣-礦渣作原料，對比文獻中不使用。
(2)用途不同對比文獻的作用是用於煤礦離層帶注漿，不硬化。本發明的作用是用於膠結其他材料充填，固結後有相當強度，用途廣泛。
(3)技術性能及特點不同對比文獻是膨脹率為10～15倍的泥粉；本發明是膨脹率為1.02～2倍的固體，兩項技術性能不可相互替代。
二、本發明與對比專利文獻2「礦業充填封堵低水膠固粉」相比有以下不同(1)成分不同對比文獻用兩種原料，有熟料。本發明為三種原料，無熟料。
(2)用途不同對比文獻用於膠結沙類材料作砌築工程和充填。本發明用於膨脹類的封水、礦業採礦充填體膨脹承壓接頂，隔阻空氣和水。
(3)技術性能特點不同對比文獻無膨脹性，僅能用於膠結。本發明有明顯膨脹特性，可以注漿封堵，利用材料膨脹性進行密實封堵。
具體實施例方式
本發明緩凝慢膨脹充填粉，其特徵在於按照包括下述原料的重量百分比進行配製，經粉磨製成礦渣2～95％石膏0～80％石灰5～98％。
根據所述的緩凝慢膨脹充填粉，其特徵在於所述原料的重量百分比為礦渣40～80％石膏10～50％石灰5～60％。
本發明原料中的礦渣是一種鋼冶水淬渣，屬於活性材料，化學成分主要是CaO，其含量為38～49％，SiO2含量為26～42％。石膏(二水石膏或硬石膏)成分是硫酸鈣，其主要成分是SO3。石灰的主要成分是CaO，屬鹼性材料，對礦渣有較好的激活作用。石灰對礦渣有激活作用會產生強度，與石膏混合會發生膨脹反應，本發明通過合理配比，控制膨脹比例和強度，形成一種新材料。
實施例1(重量百分比)礦渣70％石膏25％石灰5％本實施例為最佳實施例，以下其他實施例均與本實施例相對比。
本實施例膨脹比例適中，可用於一般性注漿充填裂隙封水。由於本實施例礦渣用的多，因此製造成本較低。
實施例1技術特點體積膨脹比例為100∶110，其強度為抗壓〉10MPa，應用範圍廣泛。
實施例2(重量百分比)礦渣80％石膏15％石灰5％實施例2技術特點較1膨脹比例太小，只可作膠結材料使用。因膨脹比例小，封堵性較差，應用範圍小。但強度較1高。
實施例3(重量百分比)礦渣60％石膏30％石灰10％實施例3技術特點是較1膨脹比例大，導致強度偏低，應用中難以掌握。適應於要求慢凝的注漿防滲透性防水工程。
實施例4(重量百分比)礦渣50％石膏25％石灰25％實施例4技術特點較1膨脹比例太大，使用中發熱、放熱現象明顯，表層有龜裂現象，強度低。適用於膠結其他物料做充填材料。
實施例5(重量百分比)礦渣50％石膏40％石灰10％實施例5技術特點較1膨脹比例有失控現象，膨脹體積最大，在水中會膨脹至破碎，僅適應於乾燥性工程。如注漿充填山體護坡工程。
實施例6(重量百分比)礦渣30％石膏10％石灰60％實施例6技術特點較1膨脹速度快，放熱現象突出，不適應單獨使用，但適應於低強度膠結大比例其他細粉物作充填材料，抗收縮能力強。如膠結金屬礦業尾砂，煤電廠的粉煤灰作膠結充填。
實施例7(重量百分比)礦渣80％石膏2％石灰18％實施例7技術特點較1膨脹比例小，凝結時間較快，抗折性能好，強度較高，28天強度＞15MPa，適應於按1∶3～1∶5膠結細砂作砌築材料，可用於民用一般性建築的砌築工程。
實施例8(重量百分比)礦渣40％石膏40％石灰20％實施例8技術特點較1凝結時間慢，膨脹比例大，但強度低，在水中無限制狀態下，體積膨脹約2倍，強度極低。適應於偶然性遇水的水利工程。如山體巖石層護坡工程注漿防水浸；砂土坡注漿防洪工程。
實施例9(重量百分比)礦渣10％石膏40％石灰50％
實施例9技術特點較1凝結時間很慢，終凝時間超過36小時，強度太低，由於凝結時間太長，工程施工不方便使用。可適應於高溫乾旱時節水庫斷水期壩體注漿防滲漏。
實施例10(重量百分比)礦渣18％石膏2％石灰80％實施例10技術特點較1凝結快，發熱反映最快，強度偏低，膨脹失控，單獨使用難以控制。適應於膠結細粒狀材料作充填材料增加漿體粘度；適應管道輸送，彌補充填體收縮效果較好。
實施例11(重量百分比)礦渣2％石膏28％石灰70％實施例11技術特點較1發熱快，膨脹快，形成強度慢，可適應於膠結煤矸石細粒進行煤礦膏體充填。
實施例12(重量百分比)礦渣80％石膏0％石灰20％實施例12技術特點較1膨脹係數最小，凝結時間較快，可單獨使用於零星砌築工程。如用於農利水溝、水庫護坡工程替代水泥。該配方不用石膏為原料，目的是加快凝結。石膏的作用主要是緩凝，與礦渣、石灰混合起膨脹促進作用。
本發明的用途作為充填材料用於注漿封水，封堵，可用於礦業充填，密實固結；用於水利工程注漿防滲漏；用於公路基層膠結充填；山體護坡注漿封隙防水滲充填等。作為膠結材料，可與各類礦業廢渣混合後成為充填材料，有補償收縮和固結作用。
本發明的製造方法比較簡單，根據工程要求而確定原料的配比。將礦渣、石膏、石灰三種原料配比後混合，經破碎後再經球磨機粉磨成粉，其細度達到水泥標準即為成品。
權利要求
1.一種緩凝慢膨脹充填粉，其特徵在於按照包括下述原料的重量百分比進行配製，經粉磨製成礦渣2～95％石膏0～80％石灰5～98％。
2.根據權利要求1所述的緩凝慢膨脹充填粉，其特徵在於所述原料的重量百分比為礦渣40～80％石膏10～50％石灰5～60％。
3.根據權利要求1所述的緩凝慢膨脹充填粉，其特徵在於所述原料的重量百分比為礦渣70％石膏25％石灰5％。
4.根據權利要求1所述的緩凝慢膨脹充填粉，其特徵在於所述原料的重量百分比為礦渣80％石膏15％石灰5％。
5.根據權利要求1所述的緩凝慢膨脹充填粉，其特徵在於所述原料的重量百分比為礦渣60％石膏30％石灰10％。
6.根據權利要求1所述的緩凝慢膨脹充填粉，其特徵在於所述原料的重量百分比為礦渣50％石膏25％石灰25％。
7.根據權利要求1所述的緩凝慢膨脹充填粉，其特徵在於所述原料的重量百分比為礦渣50％石膏40％石灰10％。
8.根據權利要求1所述的緩凝慢膨脹充填粉，其特徵在於所述原料的重量百分比為礦渣40％石膏40％石灰20％。
9.根據權利要求1所述的緩凝慢膨脹充填粉，其特徵在於所述原料的重量百分比為礦渣18％石膏2％石灰80％。
10.根據權利要求1所述的緩凝慢膨脹充填粉，其特徵在於所述原料的重量百分比為礦渣80％石膏0％石灰20％。
全文摘要
一種緩凝慢膨脹充填粉，適用於礦業、水利、隧道、公路等工程注漿、封隙或膠結其他細物料(沙灰)充填。按照下述原料的重量百分比進行配製，經粉磨製成礦渣2～95％；石膏0～80％；石灰5～98％。本發明以礦渣(鋼冶水淬渣)、石膏(二水石膏或硬石膏)、石灰為原料，按一定比例配製後粉磨成粉狀物。在受水或潮溼的條件下體積緩慢膨脹，膨脹比例為1.01～2倍。其水化成漿後形成固體物，可以固定硬化。其強度隨著體積膨脹係數的增長而降低，強度為1MPa～15MPa。可以通過調整原料配比來調節膨脹比例和強度。本發明利用工業廢渣作原料，製造成本低，適用範圍廣。無毒無害，不汙染環境。
文檔編號C04B28/00GK1693268SQ200510042288
公開日2005年11月9日 申請日期2005年4月7日 優先權日2005年4月7日
發明者劉興才 申請人:劉興才