一種堿渣基注漿填充材料制造技術

本發明專利技術一種堿渣基注漿填充材料，涉及制堿工業廢料組合物的建筑材料，是由70%～90%（質量）的堿渣、10%～30%（質量）的粉煤灰和占堿渣+粉煤灰總質量10%（質量）的活性劑組成的組合物；先將規定質量百分比的所需用量的堿渣與粉煤灰混合均勻，再向其中加入占該混合物總質量10%（質量）的活性劑，然后攪拌均勻，即得到一種堿渣基注漿填充材料。該注漿填充材料是采用大摻量的廢料堿渣替代水泥制成的堿渣土工聚合物，既克服了現有注漿填充材料中因使用水泥造成的成本高和間接地嚴重污染環境的缺陷，又有效地利用了大量的堿渣廢料，將其變廢為寶。

【技術實現步驟摘要】
一種堿渣基注漿填充材料
本專利技術的技術方案涉及制堿工業廢料組合物的建筑材料，具體地說是一種堿渣基 注漿填充材料。
技術介紹
在現有的建筑用注漿填充材料的研發中，雖然在不斷尋求和開發采用以廢料 為基礎的注漿填充材料，然而這些組合物注漿填充材料中大多都含有水泥，不僅成本 高，而且眾所周知，水泥的生產過程會產生大量的CO 2廢氣排出，嚴重污染環境。例如， 《大摻量粉煤灰注漿充填材料試驗研究》（童立元，潘石.東南大學學報（自然科學 版）.2002. 32(4) :643-647) -文報道了一種水泥-粉煤灰注漿充填材料，其中還摻有適 量的水玻璃。《高速公路下采空區充填注漿治理技術研究》（王曉峰.科技情報開發與經 濟.2012. 22(24) :138-139)介紹了采用水泥、水、粉煤灰按照一定比率混合而成的漿液作 為注漿充填材料；CN200810233536公開了一種礦山用粉煤灰基注漿充填材料，由下列質量 比的原料組成：粉煤灰40?80%，水泥10?50%，石灰5?18%，余量為摻和料。上述現 有技術所存在的缺陷是，一來由于水泥的存在，不僅導致這些材料的成本高，而且間接地 嚴重污染環境，二來，水泥在其中起到增強填充材料強度的主要作用。 另一方面，近年來我國純堿工業蓬勃發展，在堿廠規模逐年擴大為社會帶來巨大 效益的同時，堿渣的污染問題變得愈加嚴重。以河北省為例，位于沿海地區的大化堿廠和唐 山堿廠每年生產170萬噸堿渣。其中三友化工堿渣堆放場已堆積20多年，厚約20m，面積近 362. 3萬平方米，體積約7200萬立方米，道路兩側大大小小的堿渣堆放雜亂，在堿渣堆放的 地方寸草不生，嚴重破壞了當地的生態環境，威脅著當地居民的身體健康和生活環境。而堆 積在河口海岸帶處的堿渣，不僅占用大量土地資源，還嚴重地污染地下水和破壞自然景觀 環境。雖然對于堿渣污染治理的研究時日已久，將堿渣用作路基填料，回填土，生產肥料，雖 取得了一些成績，但效果不理想，這一世界性難題亟待解決，十分必要加緊研發堿渣新的用 途，以便有效利用堿渣廢料，將其變廢為寶。
技術實現思路
本專利技術所要解決的技術問題是：提供一種堿渣基注漿填充材料，是采用大摻量的 廢料堿渣替代水泥制成的堿渣土工聚合物，既克服了現有注漿填充材料中因使用水泥造成 的成本高和間接地嚴重污染環境的缺陷，又有效地利用了大量的堿渣廢料，將其變廢為寶。 本專利技術解決該技術問題所采用的技術方案是：一種堿渣基注漿填充材料，是由 7〇 %?9〇 % (質量）的堿渣、10 %?3〇 % (質量）的粉煤灰和占堿渣+粉煤灰總質量10 % (質量）的活性劑組成的組合物；先將規定質量百分比的所需用量的堿渣與粉煤灰混合均 勻，再向其中加入占該混合物總質量10% (質量）的活性劑，然后攪拌均勻，即得到一種堿 渣基注漿填充材料。 上述一種堿渣基注漿填充材料，所述活性劑的組成配方為占堿渣+粉煤灰總質量 0%?8% (質量）的元明粉和占堿渣+粉煤灰總質量2%?10% (質量）的摩爾濃度為 I. 5M的水玻璃構成。 上述一種堿渣基注漿填充材料，所述活性劑的組成配方優選為以下四種中的任意 一種：a.占堿渣+粉煤灰總質量3% (質量）的元明粉和占堿渣+粉煤灰總質量7% (質 量）的摩爾濃度為1.5M的水玻璃，b.占堿渣+粉煤灰總質量5% (質量）的元明粉和占堿 渣+粉煤灰總質量5% (質量）的摩爾濃度為1.5M的水玻璃，c.占堿渣+粉煤灰總質量 8% (質量）的元明粉和占堿渣+粉煤灰總質量2% (質量）的摩爾濃度為1.5M的水玻璃， d.占堿渣+粉煤灰總質量10% (質量）的摩爾濃度為I. 5M的水玻璃。 上述一種堿渣基注漿填充材料，所涉及的原材料均通過公知途徑獲得。 本專利技術的有益效果是：本專利技術以新的探索思路，克服了注漿充填材料必須用水泥 的技術偏見，采用大摻量的工業廢料堿渣為主原料，粉煤灰為次要原料，并添加適當比例的 由元明粉和元明粉組成的起激發作用的活性劑，經攪拌混合的工藝處理，在常溫條件下通 過化學反應得到本專利技術的一種堿渣基注漿填充材料，是一種堿渣土工無機聚合物，該堿渣 土工聚合物具有強度高、硬化快和耐酸堿腐蝕的特點。強度高指該新型材料抗壓強度 >1. OMPa，相對于工程填充材料要求0. 6-0. 8MPa強度要高。利用采空區注漿填充技術，把具 有充填膠結性能的本專利技術堿渣基注漿填充材料漿液，通過注漿管路和止漿系統注入工程充 填區內，例如礦山廢棄巷道、采空區和地下巖溶洞室等空洞注漿充填，以達到控制該充填區 上覆巖層移動和地表變形以及充填區周圍巖體變形的目的，其工程性能優于普通硅酸鹽水 泥填充材料。 本專利技術的顯著進步如下： (1)采用本專利技術一種堿渣基注漿填充材料的堿渣土工聚合物替代水泥，不僅克服 了現有注漿填充材料中因使用水泥造成的成本高和間接地嚴重污染環境的缺陷，又有效地 利用了大量的堿渣廢料，將其變廢為寶，解決了人們一直渴望解決、但始終未能獲得成功的 技術難題，推助了堿渣堆積的世界性難題的解決，具有重要的社會效益。 (2)本專利技術一種堿渣基注漿填充材料制備的原材料豐富、制作工藝簡單、價格低廉 和節約能源，該類堿渣土工聚合物在作為注漿充填材料方面的應用為土木建筑帶來巨大的 經濟效益。 【具體實施方式】 實施例1 取建筑工程實際所需要用量堿渣與粉煤灰，按百分比為80% (質量）的堿渣與 20% (質量）的粉煤灰混合均勻，再向其中加入占該混合物總質量3% (質量）的元明粉和 占該混合物總質量7% (質量）的摩爾濃度為1.5M的水玻璃作為活性劑，然后攪拌均勻，即 得到一種堿渣基注漿填充材料。 本實施例制得的一種堿渣基注漿填充材料無側限抗壓強度測定結果如下： 本實施例制得的一種堿渣基注漿填充材料抗壓強度高，而且28天齡期的試樣相 對于7天的抗壓強度有所增加。表1列出了本實施例制得的一種堿渣基注漿填充材料的無 側限抗壓值。測得的無側限抗壓強度為I. 〇8MPa?I. 46MPa，能夠滿足礦山廢棄巷道、采空 區以及地下巖溶洞室等充填區的充填強度不低于〇. SMPa的要求。 表1.本實施例制得的一種堿渣基注漿填充材料的無側限抗壓值本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種堿渣基注漿填充材料，其特征在于：是由70%～90%（質量）的堿渣、10%～30%（質量）的粉煤灰和占堿渣+粉煤灰總質量10%（質量）的活性劑組成的組合物；先將規定質量百分比的所需用量的堿渣與粉煤灰混合均勻，再向其中加入占該混合物總質量10%（質量）的活性劑，然后攪拌均勻，即得到一種堿渣基注漿填充材料。

【技術特征摘要】
1. 一種堿渣基注漿填充材料，其特征在于：是由70%?90% (質量）的堿渣、10%?30% (質量）的粉煤灰和占堿渣+粉煤灰總質量10% (質量）的活性劑組成的組合物；先將規定質 量百分比的所需用量的堿渣與粉煤灰混合均勻，再向其中加入占該混合物總質量10% (質 量）的活性劑，然后攪拌均勻，即得到一種堿渣基注漿填充材料。2. 根據權利要求1所述一種堿渣基注漿填充材料，其特征在于：所述活性劑的組成配 方為占堿渣+粉煤灰總質量〇%?8% (質量）的元明粉和占堿渣+粉煤灰總質量2%?10% (質量）的摩爾濃度為I. 5M的水玻璃構...

【專利技術屬性】
技術研發人員：劉春原，陶明江，左麗明，趙夢璇，趙獻輝，朱楠，王文靜，張曉曉，趙越，閆虎成，
申請(專利權)人：河北工業大學，
類型：發明
國別省市：天津;12