一种煤矸石基喷射混凝土专用速凝剂的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种喷射混凝土速凝剂，特别是一种煤矸石基喷射混凝土专用速凝 剂。
【背景技术】
[0002] 目前在地下工程和岩土工程中主要以喷射混凝土作为支护和护壁，在煤矿中主要 应用于巷道支护。一般喷射混凝土中使用的骨料是砂子和石子，需要外购。而煤矿生产过 程中产生了大量的固体废弃物一煤矸石，我国每年新增3~4亿t的煤矸石。大量煤矸石的 堆放不仅占用良田耕地，其可溶性物质渗入地下，会污染矿区地下水，同时煤矸石自燃会产 生大量的有害气体和粉尘，严重破坏矿区的生态平衡。
[0003] 如果能以煤矸石作为集料替代混凝土中的砂子和石子，不仅能降低混凝土成本， 提高经济效益，还实现了煤矸石的再利用，废弃物再利用节约了宝贵的一次资源的利用，有 一定的社会效益。
[0004] 破碎后煤矸石集料与砂石相比较具有粒径小、含泥量大、矿物组成和化学成分复 杂、坚固性差等特点，以普通喷射混凝土所用速凝剂来配制煤矸石喷射混凝土时出现了凝 结速度慢、早期强度低、后期强度损失大、回弹率大等诸多问题。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的在于提供一种煤矸石基喷射混凝土专用速凝剂，解决普通速凝剂配 制矸石基喷射混凝土时出现的材料凝结速度慢、早期强度低、后期强度损失大、回弹率大的 突出问题， 本发明的目的是这样实现的：该速凝剂：选择铝氧熟料和活性矿物，再加入少量复合 改性剂，经磨细、均化等工艺，制成的一种粉状物料；各原料的重量百分比组成为：速凝剂 母料41%~57%，活性矿物为27~40%，复合改性剂为20%~25%，其中复合改性剂由硫酸盐类和 萘磺酸盐甲醛聚合物构成。
[0006] 所述的速凝剂母料为铝氧熟料，初凝时间< lmin，终凝时间< 5min，经粉磨后达 到200目。
[0007] 所述的活性矿物为偏高岭土，Al203+Si02含量> 85%，活性指数彡110%，细度为200 目。
[0008] 所述的复合改性剂为硫酸盐类，硫酸盐类为工业级硫酸钠或亚硫酸钠，有效含量 ^ 98%〇
[0009] 所述的复合改性剂中的萘磺酸盐甲醛聚合物，为萘系高效减水剂，所述的减水剂 为萘系磺酸盐类，工业级，有效含量多99%。
[0010] 有益效果，由于采用了上述方案，通过上述配比的一种煤矸石基喷射混凝土专用 速凝剂，可生产出满足工况性能要求的矸石基喷射混凝土，解决了普通速凝剂配制矸石基 喷射混凝土所面临的早期和后期强度低、凝结硬化慢、回弹率高等问题，使煤矸石变废为 宝，资源化利用了矸石的同时也降低了支护材料成本。
[0011] 优点：所述煤矸石基喷射混凝土专用速凝剂的原料来源丰富，制备方法简单，只需 搅拌均化即可，适合工业化生产；所述煤矸石基喷射混凝土专用速凝剂凝结速度快，后期强 度保证率高，可显著改善矸石基喷射混凝土的长期耐久性；所述煤矸石基喷射混凝土专 用速凝剂在煤矿主要巷道、地下坑道等以喷射混凝土作为支护和护壁的工程中得到广泛应 用。
【具体实施方式】
[0012] 该速凝剂：选择铝氧熟料和活性矿物，再加入少量复合改性剂，经磨细、均化等工 艺，制成的一种粉状物料；各原料的重量百分比组成为：速凝剂母料41°/『57%，活性矿物为 27~40%，复合改性剂为20%~25%，其中复合改性剂由硫酸盐类和萘磺酸盐甲醛聚合物构成。
[0013] 所述的速凝剂母料为铝氧熟料，初凝时间< lmin，终凝时间< 5min，经粉磨后达 到200目。
[0014] 所述的活性矿物为偏高岭土，Al203+Si02含量> 85%，活性指数彡110%，细度为200 目。
[0015] 所述的复合改性剂为硫酸盐类，硫酸盐类为工业级硫酸钠或亚硫酸钠，有效含量 ^ 98%〇
[0016] 所述的复合改性剂中的萘磺酸盐甲醛聚合物，为萘系高效减水剂，固含量多99%。
[0017] 实施例1 :速凝剂配方比例：铝氧熟料41. 7%，偏高岭土 33. 3%，硫酸盐16. 7%，萘系 磺酸盐减水剂8. 3%。
[0018] 煤矸石喷射混凝土配比(质量比)为水泥：煤矸石：速凝剂为1:5. 75 :0. 03,水灰比 为0. 46,按照普通湿法喷射混凝土的方法配制煤矸石喷射混凝土。
[0019] 实施例2 :速凝剂配方比例：铝氧熟料57. 4. 0%，偏高岭土 20. 2%，硫酸盐14. 3%，萘 系磺酸盐减水剂8. 2%。
[0020] 煤矸石喷射混凝土配比(质量比)为水泥：煤矸石：速凝剂为1:5. 75 :0. 03,水灰比 为0. 46,按照普通湿法喷射混凝土的方法配制煤矸石喷射混凝土。
[0021] 对比例1 : 喷射混凝土配比(质量比）水泥：石子：砂：普通速凝剂为1:2:2:0. 03,水灰比为0. 42。 按照普通湿法喷射混凝土的方法配制喷射混凝土。
[0022] 对比例2 : 煤矸石喷射混凝土配比(质量比）为水泥：煤矸石：速凝剂为1:5. 75 :0. 03,水灰比为 0. 46,按照普通湿法喷射混凝土的方法配制煤矸石喷射混凝土。
[0023] 将上述实例和对比例进行凝结时间、回弹率、单轴抗压强度和抗压强度比检测，结 果见表1。
[0024] 表 1
【主权项】
1. 一种煤矸石基喷射混凝土专用速凝剂，其特征是：该速凝剂：选择铝氧熟料和活性 矿物，再加入少量复合改性剂，经磨细、均化等工艺，制成的一种粉状物料；各原料的重量百 分比组成为：速凝剂母料41%~57%，活性矿物为27~40%，复合改性剂为20%~25%，其中复合改 性剂由硫酸盐类和萘磺酸盐甲醛聚合物构成。2. 根据权利要求1所述的煤矸石基喷射混凝土专用速凝剂，其特征：所述的速凝剂母 料为铝氧熟料，初凝时间<lmin，终凝时间< 5min，经粉磨后达到200目。3. 根据权利要求1所述的煤矸石基喷射混凝土专用速凝剂，其特征是：所述的活性矿 物为偏高岭土，Al203+Si02含量> 85%，活性指数彡110%，细度为200目。4. 根据权利要求1所述的煤矸石基喷射混凝土专用速凝剂，其特征是：所述的复合改 性剂为硫酸盐类，硫酸盐类为工业级硫酸钠或亚硫酸钠，有效含量多98%。5. 根据权利要求1所述的煤矸石基喷射混凝土专用速凝剂，其特征是：所述的复合改 性剂中萘磺酸盐甲醛聚合物，其特征在于所述的萘磺酸盐甲醛聚合物为萘系高效减水剂， 所述的减水剂为萘系磺酸盐类，工业级，有效含量多99%。
【专利摘要】一种煤矸石基喷射混凝土专用速凝剂，属于喷射混凝土速凝剂。该速凝剂：选择铝氧熟料和活性矿物，再加入少量复合改性剂，经磨细、均化等工艺，制成的一种粉状物料；各原料的重量百分比组成为：速凝剂母料41%~57%，活性矿物为27~40%，复合改性剂为20%~25%，其中复合改性剂由硫酸盐类和萘磺酸盐甲醛聚合物构成。针对以细粒径煤矸石直接代替普通喷射混凝土中砂石作为骨料的一种特殊喷射混凝土专用速凝剂，改善了普通速凝剂配制煤矸石喷射混凝土出现的凝结速度慢、早期强度低、后期强度损失大、回弹率大等诸多问题，降低了巷旁支护原料成本，同时减少了煤矸石对矿区的污染，使煤矸石得到了资源化利用。
【IPC分类】C04B103/12, C04B24/22
【公开号】CN104891846
【申请号】CN201510265128
【发明人】刘刚, 张培莉, 李亮, 马英
【申请人】徐州中矿大贝克福尔科技股份有限公司
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年5月22日