纳米蒙特土改性高钙粉煤灰回填材料及其方法及应用
【技术领域】
[0001] 本发明涉及建筑材料技术领域，具体是一种纳米蒙特土改性高钙粉煤灰回填材料 及其方法及应用。
【背景技术】
[0002] 我国的矿山开采造成的地质环境损害非常严重，主要表现为：农田沉陷撂荒、村庄 农舍变形开裂、遗弃矸石山占地污染、地下水循环系统遭到破坏。加之，近年来，随着国民经 济飞速发展，急需大量的建设用地，导致人与地、人与环境的矛盾十分突出，回填的工程量 十分巨大。现有的回填大量采用混凝土回填，主要材料是水泥(生产过程为高污染高能耗)， 水泥的大量使用既不利于环保又不能再生利用。
[0003] 中国粉煤灰年产生量达到了 3. 75亿吨，利用率却不到30%，堆放粉煤灰要浪费大 量的土地，且对环境造成巨大的污染。目前对粉煤灰的综合利用大都使用在混凝土辅料和 生产蒸压加气混凝土砖等低附加值的产品中。
[0004] 表1粉煤灰与水泥的主要化学成分比较（％)
为了拓展粉煤灰的应用领域，现对粉煤灰与水泥的主要化学成分进行比较，比较结果 如表1所示：由表可知，高钙粉煤灰与水泥主要化学成分基本相似，高钙粉煤灰混凝土和水 泥混凝土一样，都是多相多孔介质，并且具有潜在的水化活性。其中粉煤灰由某混凝土搅拌 站提供；水泥为P. O 42. 5 R级，各项技术指标合格。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的在于提供一种纳米蒙特土改性高钙粉煤灰回填材料及其方法及应 用，有效解决了回填的高成本，粉煤灰污染环境、危害生态、浪费资源的问题。
[0006] 为实现上述目的，本发明提供如下技术方案： 纳米蒙特土改性高钙粉煤灰回填材料，主要由胶凝材料、砂和石子组成，所述胶凝材 料按照重量百分比的组分由高钙粉煤灰60-70%、纳米蒙特土 1-8%、硫酸钠1-5%、三乙醇胺 0. 1-0. 8%、AEO 2-8%、AOS 2-8%和425水泥20-33%组成，所述砂的用量为胶凝材料的质量 的1-5倍，所述石子的用量为胶凝材料的质量的2-10倍。
[0007] 作为本发明进一步的方案：所述砂的粒径为0. 1-6. 0mm。
[0008] 作为本发明进一步的方案：所述石子的粒径为3-50mm。
[0009] 所述的纳米蒙特土改性高钙粉煤灰回填材料的制作方法，包括以下步骤： (1)按比例将纳米蒙特土、AEO、AOS加到其总质量的10倍的水中，均匀搅拌，形成溶液 A，备用； (2 )将高钙粉煤灰、425水泥、砂和石子加入搅拌机中，边搅拌边加入胶凝材料总质量的 1-2. 5倍的水，搅拌2-3分钟后，加入溶液A，继续搅拌5-8分钟，在自然条件下按普通混凝 土养护28天，得到回填材料。
[0010] 所述的纳米蒙特土改性高钙粉煤灰回填材料的应用，包括：矿山采空区的回填以 及修复、地陷的治理、基坑的回填、路基的回填、桥涵台背的回填。
[0011]与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明利用纳米蒙特土对高钙粉煤灰进 行改性，通过发泡技术生产制作回填材料，可以大量的消耗高钙粉煤灰，对改善生态环境， 保护土地以及土地的合理利用起到巨大的作用。本发明适用于矿山采空区的回填修复、地 陷的治理、基坑的回填、路基的回填、桥涵台背的回填等等需要回填的工程，在降低成本的 同时利于生态修复，实现国家节能减排国策有一定的作用。本发明生产方便、操作性强，容 易实施，有效解决了回填的高成本，粉煤灰污染环境、危害生态、浪费资源的问题。
【具体实施方式】
[0012] 下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述， 显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的 实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都 属于本发明保护的范围。
[0013] 实施例1 本发明实施例中，纳米蒙特土改性高钙粉煤灰回填材料，主要由胶凝材料、砂和石子组 成，胶凝材料的组分为高钙粉煤灰（氧化钙的含量为23%，烧矢量为4. 2%) 65kg、纳米蒙特土 1. 5kg、硫酸钠 2. 3kg、三乙醇胺 0· 3kg、AEO 2. 5kg、AOS 2. 2kg 和 425 水泥 33kg，砂 150kg， 石子250kg。砂的粒径为0. 2-3. 0mm，石子的粒径为10_25mm。
[0014] 所述的纳米蒙特土改性高钙粉煤灰回填材料的制作方法，具体步骤为：先将 2. OkgAOS+2. 5kgAE0+l. 5kg纳米蒙特土加入60kg水中，均匀搅拌形成溶液A ;将高钙粉煤 灰、425水泥、砂、石子等等上述材料加入搅拌机中，边搅拌边加入240kg的水，搅拌2-3分钟 后加入溶液A ;继续搅拌5-8分钟，在自然条件下按普通混凝土养护28天。
[0015] 实施例2 本发明实施例中，纳米蒙特土改性高钙粉煤灰回填材料，主要由胶凝材料、砂和石子组 成，胶凝材料的组分为高钙粉煤灰（氧化钙的含量为18%，烧矢量为2. 2%) 65kg、纳米蒙特土 1. 8kg、硫酸钠 2. 0kg、三乙醇胺 0· 4kg、AEO 2. 0kg、AOS 2. 5kg 和 425 水泥 35kg，砂 180kg， 石子300kg。砂的粒径为0. 5_5. 0mm。石子的粒径为20_50mm。
[0016] 所述的纳米蒙特土改性高钙粉煤灰回填材料的制作方法，具体步骤为：先将 2. 5kgA0S+2. OkgAEO+1. 8kg纳米蒙特土加入63kg水中，均匀搅拌形成溶液A ;将高钙粉煤 灰、425水泥、砂、石子等等上述材料加入搅拌机中，边搅拌边加入227kg的水，搅拌2-3分钟 后加入溶液A ;继续搅拌5-8分钟，在自然条件下按普通混凝土养护28天。
[0017] 实施例3 本发明实施例中，纳米蒙特土改性高钙粉煤灰回填材料，主要由胶凝材料、砂和石子组 成，胶凝材料的组分为高钙粉煤灰（氧化钙的含量为37%，烧矢量为3. 8%) 70kg、纳米蒙特土 2. 3kg、硫酸钠 2. 5kg、三乙醇胺 0· 5kg、AEO 2. 5kg、AOS 2. 5kg 和 425 水泥 30kg，砂 150kg， 石子280kg。砂的粒径为0. 3-3. 0mm，石子的粒径为25_45mm。
[0018] 所述的纳米蒙特土改性高钙粉煤灰回填材料的制作方法，具体步骤为：先将 2. 5kgAOS+2. 5kgAEO+2. 3kg纳米蒙特土加入73kg水中，均匀搅拌形成溶液A ;将高钙粉煤 灰、425水泥、砂、石子等等上述材料加入搅拌机中，边搅拌边加入227kg的水，搅拌2-3分钟 后加入溶液A ;继续搅拌5-8分钟，在自然条件下按普通混凝土养护28天。
[0019] 实施例4 本发明实施例中，纳米蒙特土改性高钙粉煤灰回填材料，主要由胶凝材料、砂和石子组 成，胶凝材料的组分为高钙粉煤灰（氧化钙的含量为30%，烧矢量为3. 2%) 60kg、纳米蒙特 土 8kg、硫酸钠 5kg、三乙醇胺 0. 8kg、AEO 2kg、AOS 4. 2kg 和 425 水泥 20kg，砂 100kg，石子 1000kg。砂的粒径为0. 5-3. 0mm，石子的粒径为15_35mm。
[0020] 所述的纳米蒙特土改性