匹配岩石波阻抗的回填材料及其制备方法

本发明涉及回填材料领域，尤其涉及匹配岩石波阻抗的回填材料及其制备方法。

背景技术：

1、吸水树脂是一种具有高吸水性的高分子材料，可以吸收相当于自身重量数百倍的水分。这种材料通常具有三维交联网络结构，其中包含大量的亲水基团，使其具有很高的吸水性和保水性。

2、在某些应用中，为了达到与岩石波阻抗匹配的目的，需要使用特定性质的材料。通过调控吸水树脂的孔结构，可以改变材料的密度、弹性模量、声阻抗等物理性质，使其与岩石的波阻抗相匹配。因此需要一种匹配岩石波阻抗的回填材料及其制备方法。

技术实现思路

1、本发明的目的是要提供匹配岩石波阻抗的回填材料及其制备方法。

2、为达到上述目的，本发明是按照以下技术方案实施的：

3、本发明包括以下重量份数配比的原料：硅酸盐水泥45-70份，矿物掺合料40-189份，塑性膨胀剂0.1-0.3份，uea膨胀剂5-10份，高吸水树脂0.9-3.4份，水28-54份，所述矿物掺合料为矿粉，石英砂或者粉煤灰，减水剂0.2-0.7份，保水剂0-0.6份。

4、进一步地，所述硅酸盐水泥为p·o 52.5r水泥。

5、进一步地，所述减水剂为聚羧酸高性能减水剂，所述保水剂为羟丙基甲基纤维素。

6、进一步地，包括以下重量份数配比的原料：硅酸盐水泥50-70份，矿粉25-45份，石英砂47.5-144份，塑性膨胀剂0.1-0.3份，uea膨胀剂5-8份，高吸水树脂0.9-2.1份，水28-38份，岩石材料的密度为1900-2100kg·m-3，波速为3.3-3.7km·s-1，波阻抗为6300-7500*10-3kg·m-2·s-1，抗压强度为30.00-58.00mpa，所述矿物掺合料包括矿粉和石英砂，所述矿粉和石英砂按照(25-45)：(47.5-144)重量份数配比。

7、进一步地，所述高吸水树脂的粒径为200目、300目或者400目，饱和吸水率不低于180倍。

8、进一步地，包括以下重量份数配比的原料：硅酸盐水泥45-50份，矿物掺合料40-45份，塑性膨胀剂0.1-0.3份，uea膨胀剂5-10份，高吸水树脂2.1-3.4份，水36-54份，所述矿物掺合料为粉煤灰，岩石材料的密度为1300-1500kg·m-3，波速为2.0-2.3km·s-1，波阻抗为2600-3500*10-3kg·m-2·s-1，抗压强度为3.70-12.00mpa。

9、进一步地，所述吸水树脂为粒径40目、60目、100目，饱和吸水率不低于600倍。

10、在另外一个方面，一种匹配岩石波阻抗的回填材料的制备方法，包括以下步骤：

11、a按照重量比硅酸盐水泥45-70份，矿物掺合料40-189份，塑性膨胀剂0.1-0.3份，uea膨胀剂5-10份，高吸水树脂0.9-3.4份，水28-54份，倒入搅拌机内慢速搅拌0.5-1.5min，直至均匀；

12、b添加减水剂或者保水剂用以使饱和吸水率180-600倍以上，慢速搅拌5-8min，使其充分搅拌至溶解后加入搅拌机中与粉料继续搅拌至混合均匀，即可制备得到岩石波阻抗匹配的材料。

13、本发明的有益效果是：

14、本发明是匹配岩石波阻抗的回填材料及其制备方法，与现有技术相比，本发明具有以下技术效果：

15、1)本发明主要针对不同岩体，提出一种匹配岩石波阻抗的回填材料，与以往岩体回填材料相比，本发明制备方法简单、所需材料来源广、成本低、无毒害作用，具有广泛的实用性。

16、2)本发明掺入大小、粒径可调控的高吸水树脂作为调节材料，在岩石回填材料内部增添人为可调控的封闭气孔，达到调控孔结构的效果，制备出一种匹配岩石波阻抗的回填材料，解决了在岩石爆破数据传输时，由于回填材料与不同岩石波阻抗、应力波传播规律，力学性能等不匹配而导致所接收的数据失真等问题

技术特征：

1.匹配岩石波阻抗的回填材料，其特征在于，包括以下重量份数配比的原料：硅酸盐水泥45-70份，矿物掺合料40-189份，塑性膨胀剂0.1-0.3份，uea膨胀剂5-10份，高吸水树脂0.9-3.4份，水28-54份，所述矿物掺合料为矿粉，石英砂或者粉煤灰，减水剂0.2-0.7份，保水剂0-0.6份。

2.根据权利要求1所述的匹配岩石波阻抗的回填材料，其特征在于，所述硅酸盐水泥为p·o 52.5r水泥。

3.根据权利要求1所述的匹配岩石波阻抗的回填材料，其特征在于，所述减水剂为聚羧酸高性能减水剂，所述保水剂为羟丙基甲基纤维素。

4.根据权利要求1所述的匹配岩石波阻抗的回填材料，其特征在于，包括以下重量份数配比的原料：硅酸盐水泥50-70份，矿粉25-45份，石英砂47.5-144份，塑性膨胀剂0.1-0.3份，uea膨胀剂5-8份，高吸水树脂0.9-2.1份，水28-38份，岩石材料的密度为1900-2100kg·m-3，波速为3.3-3.7km·s-1，波阻抗为6300-7500*10-3kg·m-2·s-1，抗压强度为30.00-58.00mpa，所述矿物掺合料包括矿粉和石英砂，所述矿粉和石英砂按照(25-45)：(47.5-144)重量份数配比,减水剂0.4-0.7份。

5.根据权利要求4所述的匹配岩石波阻抗的回填材料，其特征在于，所述高吸水树脂的粒径为200目、300目或者400目，饱和吸水率不低于180倍。

6.根据权利要求1所述的匹配岩石波阻抗的回填材料，其特征在于，包括以下重量份数配比的原料：硅酸盐水泥45-50份，矿物掺合料40-45份，塑性膨胀剂0.1-0.3份，uea膨胀剂5-10份，高吸水树脂2.1-3.4份，水36-54份，所述矿物掺合料为粉煤灰，岩石材料的密度为1300-1500kg·m-3，波速为2.0-2.3km·s-1，波阻抗为2600-3500*10-3kg·m-2·s-1，抗压强度为3.70-12.00mpa。

7.根据权利要求6所述的匹配岩石波阻抗的回填材料，其特征在于，所述吸水树脂为粒径40目、60目、100目，饱和吸水率不低于600倍。

8.一种匹配岩石波阻抗的回填材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤

技术总结
本发明公开了匹配岩石波阻抗的回填材料及其制备方法，包括以下重量份数配比的原料：硅酸盐水泥45‑70份，矿物掺合料40‑189份，塑性膨胀剂0.1‑0.3份，UEA膨胀剂5‑10份，高吸水树脂0.9‑3.4份，水28‑54份，所述矿物掺合料为矿粉，石英砂或者粉煤灰，余量添加减水剂或者保水剂用以使饱和吸水率180‑600倍以上。本发明掺入大小、粒径可调控的高吸水树脂作为调节材料，在岩石回填材料内部增添人为可调控的封闭气孔，达到调控孔结构的效果，解决了在岩石爆破数据传输时，由于回填材料与不同岩石波阻抗、应力波传播规律，力学性能等不匹配而导致所接收的数据失真等问题。

技术研发人员：李国新,宋杨瑞辉,唐仕英,王雨彤,牛梦蝶
受保护的技术使用者：西安建筑科技大学
技术研发日：
技术公布日：2024/2/19