专利名称：一种免烧煤矸石混凝土的制作方法及应用的制作方法
技术领域：
本发明属于节能环保技术领域，涉及一种免烧煤矸石混凝土的制作方法及应用。
背景技术：
煤炭是我国主要能源之一，随着经济建设的发展，我国煤炭产量居世界第一位， 且在逐年增加，采煤、选煤、洗煤过程中会产生的大量的煤矸石，其占煤炭产量的10% 15%，至今我国煤矸石年排量已超过2亿吨。煤矸石是我国排量最大的工业废渣，但是目前年利用率仅占年排量的20 %左右，大部分煤矸石还在继续侵占土地和污染环境。另外，矿山的开采，地下会形成大量的采空区，经常造成地面塌陷、土地损毁等多种环境地质灾害。综合利用煤矸石不仅可以节省土地、保护环境，而且通过煤矸石的回填采矿技术，可将尾矿回填到矿井地下采空区，可减轻地表沉陷，减少尾矿地面排放对环境的污染与破坏，进一步解放压覆矿产资源。这样，对提高企业的经济效益、社会效益和环境保护具有非常重要的意义。传统的煤矸石混凝土(如申请号96115369. 5、200710093023. 1和 200810240472. 9)，以煅烧、自燃后的(活性)煤矸石为骨料。由于，煅烧煤矸石在1100°C以上的高温下煅烧而成；所以，以煅烧煤矸石为骨料的混凝土能耗大、不利于环境保护、成本高；另外，由于自燃后的煤矸石占煤矸石总量中的份额小，因此以自燃后的煤矸石为骨料的混凝土，不能解决大量的其它煤矸石的处理和综合利用问题。现有煤矸石混凝土均以普通水泥、石灰为胶凝材料，由于普通硅酸盐水泥较镁水泥胶结强度相对较低，所以水泥参量大、煤矸石参量小，有的甚至还参入细砂做为细骨料， 制成的煤矸石混凝土容重大，强度不高、工艺复杂、成本高，不适合大规模井下回填或大规模生产煤矸石混凝土墙体材料。
发明内容
本发明要解决的技术问题是针对现有煤矸石的排放量大、利用率低的现状，提供一种利用菱镁水泥具有高强、快凝、粘结力强等特点生产菱镁混凝土的免烧煤矸石混凝土的制作方法及应用，所述的生产方法为 1、原料组成(重量％)
1)煤矸石50-80%煤矸石由粉碎后的煤矸石、尾矿或围岩的粗骨料和粉碎后煤矸石粉末、粉煤灰或沙土细骨料组成；
2)氧化镁5-15%活性氧化镁粉末；
3)氯化镁2.5-15%:为水氯镁石、卤片、无水氯化镁或是含氯化镁的水溶液(18° Be 以上)；
4)水10-25%自来水、河水或煤矿排放的污水、废水；5)防水剂0-0. 5% 磷酸或磷酸盐。所述的粉碎后的煤矸石、尾矿或围岩的粗骨料颗粒为Φ < 2cm，煤矸石粉末、粉煤灰或沙土细骨料颗粒Φ < 2mm ；
所述的粗骨料为粉碎的煤矸石、尾矿或围岩中的任意一种、两种或三种任意比例的混合物；
所述的细骨料为煤矸石粉末、粉煤灰或沙土中的任意一种、两种或三种任意比例的混合物；
所述的粗骨料和细骨料的比例为1 1-3 1。2、生产工艺
1)首先将煤矸石进行破碎处理，使其颗粒Φ< 2cm;
2)根据上述原料组成将1)的煤矸石碎料和氧化镁加入搅拌机，搅拌制成氧化镁煤矸石混料；
3)按1原料比例将氯化镁置于池中或其它容器中加入水搅拌使氯化镁溶解，制成氯化镁水溶液；
4)在放有2)的氧化镁煤矸石混料的搅拌机中加入3)的氯化镁水溶液，搅拌制成菱镁煤矸石水泥料浆；
5)将4)制成菱镁煤矸石水泥料浆用泥浆泵注入模具制成煤矸石混凝土砖、砌块、地砖或路沿石或浇筑建筑物墙体；
6)将菱镁煤矸石料浆4)用管道输送至采矿井中，用来回填矿井采空区及巷道。3、产品特点
1)免烧煤矸石混凝土具有免烧、质轻、高强、快凝的优点，其不仅可以用来回填矿井采空区及采矿巷道，而且可以用来制作城市高强道路面砖、路沿石砖，也可替代现代建筑中的各种粘土砖、水泥砖和建筑物的浇筑墙体；
2)可以充分利用采矿、洗煤过程中产生的大量废水、污水，有效提高水资源利用率，节约水资源；
3)利用煤矸石混凝土回填矿井的生产工艺简便、成本低、无污染，矿井回填后不仅可节约大量耕地，并可大幅提高采矿回收率，社会经济效益明显。本发明一种免烧煤矸石混凝土的制作方法及应用与现有技术相比较有如下优点 1、因本专利以菱镁水泥为胶凝材料，以免烧粉碎的各种煤矸石为粗骨料，以煤矸石粉末、粉煤灰或沙土为细骨料制成的菱镁煤矸石混凝土容重小，强度高、能耗小、工艺简单、成本低， 适合大规模井下回填或大规模生产煤矸石混凝土墙体材料；2、本专利生产煤矸石混凝土过程中可以综合利用采矿、洗煤过程中产生的大量废水和污水，有利于环境保护、减少水污染、节约水资源，可有效减轻煤矿企业污水和废水处理负担；3、该混凝土生产简便、节能环保，本专利不仅可将大量的煤矸石制成煤矸石混凝土砖、砌块，而且可以用来制作城市高强道路面砖、路沿石；更重要的是可将煤矸石制成高强度的菱镁煤矸石混凝土可以直接用来回填矿井采空区及巷道。
具体实施例方式下面结合实施例对本发明一种免烧煤矸石混凝土的制作方法及应用技术方案作进一步描述。一种免烧煤矸石混凝土制作方法，所述的免烧煤矸石混凝土由下列重量比的原料组成
煤矸石50-80%、氧化镁5-15%、氯化镁2. 5-15%、水10_25%、防水剂0-0. 5% 所述的免烧煤矸石混凝土制作方法如下
1)首先将煤矸石进行破碎处理，使其颗粒Φ< 2cm，并使粗骨料与细骨料(Φ < 2mm) 的比例为1 :1-3:1;
2)根据上述原料组成将1)的煤矸石碎料和氧化镁加入搅拌机，搅拌制成氧化镁煤矸石混料；
3)按1原料比例将氯化镁置于池中或其它容器中加入水搅拌使氯化镁溶解，制成氯化镁水溶液；
4)在放有2)的氧化镁煤矸石混料的搅拌机中加入③的氯化镁水溶液，搅拌制成菱镁煤矸石水泥料浆；
5)将4)制成菱镁煤矸石水泥料浆用泥浆泵注入模具制成煤矸石混凝土砖、砌块、地砖或路沿石或浇筑建筑物墙体；
6 )将菱镁煤矸石料浆4 )用管道输送至采矿井中，用来回填矿井采空区及巷道。所述的免烧煤矸石混凝土的原料在于
1)煤矸石由粉碎后的煤矸石、尾矿或围岩的粗骨料和粉碎后煤矸石粉末、粉煤灰或沙土细骨料组成；
2)氧化镁为由活性氧化镁粉末；
3)氯化镁为水氯镁石、卤片、无水氯化镁或是含氯化镁18°Β 以上的水溶液；
4)水5-25%自来水、河水或煤矿排放的污水、废水；
5)防水剂0-0.5% ；磷酸或磷酸盐。所述的粉碎后的煤矸石、尾矿或围岩的粗骨料颗粒为Φ < 2cm，煤矸石粉末、粉煤灰或沙土细骨料颗粒Φ < 2mm。所述的粗骨料为粉碎的煤矸石、尾矿或围岩中的任意一种、两种或三种任意比例的混合物。所述的细骨料为煤矸石粉末、粉煤灰或沙土中的任意一种、两种或三种任意比例的混合物。所述的粗骨料和细骨料的比例为1 1-3 1。实施例1。1)首先对煤矸石进行破碎、过筛处理，使其颗粒Φ < 2cm并使煤矸石粗骨料和煤矸石粉末的比例为3 1 ；
2)取80份粉碎的煤矸石和7份氧化镁加入搅拌机搅拌均勻，制成氧化镁煤矸石混料；
3)取5份水氯镁石置于小型水池中加水8份充分搅拌使氯化镁溶解，制成氯化镁水溶液；
4)在放有2)的氧化镁煤矸石混料的搅拌机中加入3)的氯化镁水溶液充分搅拌制成菱镁煤矸石料浆；
5)将4)制成的菱镁煤矸石水泥料浆直接注入模具，制成高强度菱镁煤矸石混凝土砖和砌块；6) 一星期后测得菱镁煤矸石混凝土的抗压强度超过lO.OMpa。实施例2。1)首先对煤矸石进行破碎、过筛处理，使其颗粒Φ < 2cm并使煤矸石粗骨料和煤矸石粉末的比例为2 1 ；
2)取65份粉碎的煤矸石和7份氧化镁加入搅拌机搅拌均勻，制成氧化镁煤矸石混料； 3 )取5份水氯镁石置于小型水池中加水8份充分搅拌使氯化镁溶解，制成氯化镁水溶液；
4)在放有2)的氧化镁煤矸石混料的搅拌机中加入3)的氯化镁水溶液充分搅拌制成菱镁煤矸石料浆；
5)将4)制成的菱镁煤矸石水泥料浆直接注入模具，制成高强度菱镁煤矸石混凝土砖和砌块；
6)一星期后测得菱镁煤矸石混凝土的抗压强度超过lO.OMpa。实施例3。1)首先对煤矸石进行破碎、过筛处理，使其颗粒Φ < 2cm并使煤矸石粗骨料和煤矸石粉末的比例为1 1;
2)取50份粉碎的煤矸石和7份氧化镁加入搅拌机搅拌均勻，制成氧化镁煤矸石混料； 3 )取5份水氯镁石置于小型水池中加水8份充分搅拌使氯化镁溶解，制成氯化镁水溶液；
4)在放有2)的氧化镁煤矸石混料的搅拌机中加入3)的氯化镁水溶液充分搅拌制成菱镁煤矸石料浆；
5)将4)制成的菱镁煤矸石水泥料浆直接注入模具，制成高强度菱镁煤矸石混凝土砖和砌块；
6)一星期后测得菱镁煤矸石混凝土的抗压强度超过lO.OMpa。
权利要求
1.一种免烧煤矸石混凝土，其特征在于由下列重量比的原料组成 煤矸石50-80%、氧化镁5-15%、氯化镁2. 5-15%、水10_25%、防水剂0-0. 5%。
2.根据权利要求1所述的免烧煤矸石混凝土制作方法，其特征在于所述的制作方法如下①首先将煤矸石进行破碎处理，使其颗粒Φ< 2cm;②根据上述原料组成将①的煤矸石碎料和氧化镁加入搅拌机，搅拌制成氧化镁煤矸石混料；③按1原料比例将氯化镁置于池中或其它容器中加入水搅拌使氯化镁溶解，制成氯化镁水溶液；④在放有②的氧化镁煤矸石混料的搅拌机中加入③的氯化镁水溶液，搅拌制成菱镁煤矸石水泥料浆；⑤将④制成菱镁煤矸石水泥料浆用泥浆泵注入模具制成煤矸石混凝土砖、砌块、地砖或路沿石或浇筑建筑物墙体；⑥将菱镁煤矸石料浆④用管道输送至采矿井中，可用来回填矿井采空区及巷道。
3.根据权利要求1所述的免烧煤矸石混凝土，其特征在于所述的原料组成为①煤矸石由粉碎后的煤矸石、尾矿或围岩的粗骨料和粉碎后煤矸石粉末、粉煤灰或沙土细骨料组成；②氧化镁为由活性氧化镁粉末；③氯化镁为水氯镁石、卤片、无水氯化镁或是含氯化镁18°Β 以上的水溶液；④水5-25%自来水、河水或煤矿排放的污水、废水；⑤防水剂0-0.5% 磷酸或磷酸盐。
4.根据权利要求3所述的粉碎后的煤矸石、尾矿或围岩的粗骨料颗粒为Φ< 2cm，煤矸石粉末、粉煤灰或沙土细骨料颗粒Φ < 2mm。
5.根据权利要求4所述的粗骨料为粉碎的煤矸石、尾矿或围岩中的任意一种、两种或三种任意比例的混合物。
6.根据权利要求4所述的细骨料为煤矸石粉末、粉煤灰或沙土中的任意一种、两种或三种任意比例的混合物。
7.根据权利要求4所述的粗骨料和细骨料的比例为1 1-3 1。
全文摘要
本发明属于节能环保技术领域，涉及一种免烧煤矸石混凝土的制作技术及应用。其特征在于由下列重量比的原料组成煤矸石50-80%、氧化镁5-15%、氯化镁2.5-15%、水10-25%、防水剂0-0.5%。产品特点①煤矸石混凝土具有免烧、节能、质轻、高强、快凝的优点，其不仅可以用来回填矿井采空区及采矿巷道，而且可以用来制作城市高强道路面砖、路沿石砖，也可替代现代建筑中的各种粘土砖、水泥砖等建筑材料；②利用本发明的煤矸石混凝土回填矿井的生产工艺简便、成本低、无污染、节能环保；③可以充分利用采矿、洗煤过程中产生的大量废水、污水，有效提高水资源利用率，节约水资源；④本发明的应用前景广泛，具有非常好的经济效益和社会效益。
文档编号C04B18/12GK102432266SQ20111025643
公开日2012年5月2日 申请日期2011年9月1日 优先权日2011年9月1日
发明者山发寿, 山发录, 山发财 申请人:山发寿