一种注浆材料及其制备方法与流程

文档序号:11766050阅读:704来源:国知局

本发明涉及的是一种注浆材料及其制备方法,尤其涉及一种以改性赤泥和水滑石为原料的注浆材料,属于建筑材料技术领域。



背景技术:

赤泥是制铝工业从铝土矿中提炼氧化铝后排出的工业固体废物,一般含氧化铁量大,外观与赤色泥土相似,因而得名。而根据铝土矿的品质不同,分为烧结法、拜耳法和混联法赤泥。一般平均每生产1吨氧化铝,附带产生1.0~2.0吨赤泥。据不完全统计,我国每年排放的赤泥高达千万吨,现已累计存放超过数千万吨,赤泥的利用率低下,利用率不超过7%,大量的赤泥不能充分有效的利用,只能依靠大面积的堆场堆放,不仅占用了大量土地,也对环境造成了严重的污染。大量的赤泥的产生已经对人类的生产、生活造成多方面的直接和间接的影响,所以最大限度的减少赤泥的产量和危害,实现多渠道、大数量的资源化已迫在眉睫。

目前,建筑物、混凝土等注浆工程中大量使用的注浆料一般为水泥基材料,外加其他填料,填料主要有粉煤灰、钢渣、矿渣、煤矸石等,这类注浆材料的浆液稳定性不好,结石效果低,此外还存在粘结力不好的不足之处。专利cn1699245a公开了粉煤灰基注浆材料,主要原料为增钙粉煤灰、水泥、减水剂、外加剂等,但其流动性较差,且使用减水剂后容易引起水泥固化不完全,达不到应有的强度。因此,探索利用赤泥作为主要原料来制备注浆材料,既能有效处理大量废弃赤泥,又能改善注浆材料的性能,是很有意义的。

cn104446213a公开了一种以赤泥为原料的注浆材料,主要成分以重量份计为:赤泥50-65份、激发机4-8份、活性引发剂20-40份、为硅粉1-5份、缓凝剂0.5-1份、表面活性剂0.5-1份、保水剂0.5-1份。该注浆材料的流动性好,固结强度大,注浆范围光,胶料在固结过程中与水泥混凝土和土壤的结合力强。但是,其3d抗压强度及28d抗压强度相对较低,不能满足实际应用的需求。



技术实现要素:

针对现有技术中存在的上述问题,本发明的目的在于提供一种注浆材料,该注浆材料不仅具有非常好的流动性,固结强度大,注浆范围广,浆料在固结过程与水泥混凝土和土壤的结合力强,而且经过一段时间之后,其抗压强度很高,3d抗压强度在10mpa以上,28d抗压强度在30mpa以上。

为达上述目的,本发明采用如下技术方案:

第一方面,本发明提供一种注浆材料,所述注浆材料的原料组分以重量份数计为:

优选地,所述的赤泥为拜耳法所得赤泥经过烘干破碎,其最终含水率以质量百分数计小于5%。

优选地,所述的激发剂为市售工业级干粉钠水玻璃,其模数为1.5-2.0。

优选地,所述的活性引发剂为细度在300-600目的高炉水渣、煅烧煤矸石、煅烧高岭土、天然火山灰、钢渣、粉煤灰中的一种或者任意比例混合物。

优选地,所述微硅粉为市售产品,其细度大于1000目,二氧化硅质量含量大于95%。

优选地,所述表面活性剂为硬脂酸钙、椰油脂肪酸二乙醇酰胺中的一种或任意比例混合物。

优选地,所述的缓凝剂为工业级磷酸二氢盐类。

优选地,所述的保水剂为市售羟基纤维素。

优选地,所述改性赤泥通过以下方法制备得到:

将赤泥在450-600℃煅烧,将煅烧产物分散于na2wo4、naoh和海因衍生物的水溶液中,于70-80℃反应,得到改性赤泥。

改性赤泥的制备过程中,煅烧的温度为450-600℃,例如为450℃、470℃、485℃、500℃、520℃、550℃或600℃等。

优选地,煅烧的时间为1-4h,例如为1h、1.2h、1.5h、2h、2.5h、3h、3.3h或4h等。

改性赤泥的制备过程中,反应的温度为70-80℃,例如为70℃、72℃、74℃、75℃、76℃、78℃或80℃等。

优选地,所述反应的时间为5-8h,例如为5h、5.2h、5.5h、5.8h、6h、6.5h、7h、7.3h、7.6h或8h等。

优选地,所述na2wo4、naoh和海因衍生物的水溶液中,na2wo4、naoh和海因衍生物的摩尔比为1:10:3。

作为本发明所述注浆材料的优选技术方案,一种注浆材料,所述注浆材料的原料组分以重量份数计包括:

作为本发明所述注浆材料的又一优选技术方案,一种注浆材料,所述注浆材料的原料组分以重量份数计包括:

第二方面,本发明提供如第一方面所述的注浆材料的制备方法,所述方法包括以下步骤:

1、将改性赤泥干燥、破碎至粒径在3mm以下;

2、将改性赤泥、水滑石、激发剂、活性引发剂、微硅粉、缓凝剂、表面活性剂和保水剂按照比例加入到无重力混合搅拌机中,搅拌60-90min;

3、将搅拌好的材料装入到防潮包装袋中,待用。

与已有技术相比,本发明具有如下有益效果:

(1)本发明通过在合适的温度对赤泥进行煅烧,并使用特定的改性剂在一定温度下进行改性反应,制备得到改性赤泥,然后将改性赤泥和水滑石用于制备注浆材料,这两种材料发生协同促进作用,最终得到了性能优异的注浆材料,制得浆料的流动性大于30s,放置30分钟后,流动性仍大于30s,结石率99%,3d抗压强度10mpa,28d抗压强度大于30mpa,具有广阔的应用前景。

(2)本发明大量采用工业固废,降低了成本,保护环境,生产绿色环保。不仅为赤泥的处理开辟一个新的领域,保护环境,还降低了注浆材料的成本。

具体实施方式

下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

实施例1

一种注浆材料,所述注浆材料的原料组分以重量份数计包括:

其中,所述改性赤泥通过以下方法制备得到:将赤泥在450℃煅烧4h,将煅烧产物分散于na2wo4、naoh和海因衍生物的水溶液中(na2wo4、naoh和海因衍生物的摩尔比为1:10:3),于70℃反应8h,得到改性赤泥。

实施例2

一种注浆材料,所述注浆材料的原料组分以重量份数计包括:

其中,所述改性赤泥通过以下方法制备得到:将赤泥在600℃煅烧1h,将煅烧产物分散于na2wo4、naoh和海因衍生物的水溶液中(na2wo4、naoh和海因衍生物的摩尔比为1:1:5),于80℃反应5h,得到改性赤泥。

实施例3

一种注浆材料,所述注浆材料的原料组分以重量份数计包括:

其中,所述改性赤泥通过以下方法制备得到:将赤泥在500℃煅烧2h,将煅烧产物分散于na2wo4、naoh和海因衍生物的水溶液中(na2wo4、naoh和海因衍生物的摩尔比为1:10:5),于75℃反应6h,得到改性赤泥。

实施例4

一种注浆材料,所述注浆材料的原料组分以重量份数计包括:

其中,所述改性赤泥通过以下方法制备得到:将赤泥在600℃煅烧1h,将煅烧产物分散于na2wo4、naoh和海因衍生物的水溶液中(na2wo4、naoh和海因衍生物的摩尔比为1:1:5),于80℃反应5h,得到改性赤泥。

对比例1

除在原料组分中不加入水滑石外,其他制备方法和条件与实施例1相同。

对比例2

除将原料组分中的改性赤泥替换为赤泥外,其他制备方法和条件与实施例1相同。

对实施例1-4及对比例1-2的产品进行测试,测试结果见表1。

表1

申请人声明,本发明通过上述实施例来说明本发明的详细方法,但本发明并不局限于上述详细方法,即不意味着本发明必须依赖上述详细方法才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了,对本发明的任何改进,对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等,均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

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