專利名稱：粉煤灰基注漿材料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種建筑物地下注漿用材料，特別是一種粉煤灰基注漿材料。
背景技術(shù)：
粉煤灰是以煤為燃料的火力發(fā)電站或熱電廠所排出的固體廢棄物，我國每年因發(fā)電而排放的粉煤灰超過1億噸，而粉煤灰的利用率卻不高，全國的平均利用率僅有40％左右。近年來隨著環(huán)保要求的更加嚴(yán)格，對(duì)粉煤灰的綜合利用變得迫在眉睫。由于我國的煤炭含硫量均較高，而且優(yōu)質(zhì)的低硫煤炭大多用于冶金行業(yè)，因此發(fā)電廠排放的煙氣中二氧化硫的含量較高，為了避免這些二氧化硫排放到大氣中，發(fā)電廠采用了煙氣脫硫技術(shù)，常用的脫硫技術(shù)有石灰石-石膏濕法、爐內(nèi)噴鈣法、半干法等。其中采用石灰石-石膏濕法工藝排放的粉煤灰屬于低鈣灰，利用率較高，而采用爐內(nèi)噴鈣法和半干法脫硫工藝所排放的粉煤灰屬于增鈣脫硫灰，利用率卻非常低，另外對(duì)于以煤矸石為燃料的發(fā)電廠大多采用流化床工藝，爐內(nèi)噴鈣工藝脫硫，其排放的粉煤灰也屬于低利用率的增鈣脫硫灰，而到目前為止，針對(duì)增鈣脫硫粉煤灰有效利用的問題，國內(nèi)外相關(guān)的報(bào)道很少，而且主要用于生產(chǎn)水泥、混凝土、礦棉、制磚、填方等。
注漿工程中大量采用水泥作為注漿材料，但水泥注漿成本高，漿液穩(wěn)定性不好，結(jié)石率低。通過摻加粉煤灰或礦渣可以降低成本，但摻加粉煤灰后其強(qiáng)度大幅度下降，而且流動(dòng)性能不佳。目前對(duì)于大摻量粉煤灰注漿材料(摻量大于70％)的研究不多，中國專利931039992.4中公開了一種粉煤灰注漿材料，其主要配料為粉煤灰、粘土、消石灰、玻璃和水，沒有硅酸鹽水泥，但其結(jié)石體強(qiáng)度較低，流動(dòng)性較差，而且其使用的粉煤灰是低鈣粉煤灰。

發(fā)明內(nèi)容
1、發(fā)明目的本發(fā)明的目的是提供一種粉煤灰摻量大于70％，漿液流動(dòng)性好，結(jié)石后強(qiáng)度高的粉煤灰基注漿材料，其特別適用利用率低的增鈣脫硫粉煤灰，不僅充分利用了燃煤發(fā)電的廢棄物，保護(hù)了環(huán)境，而且使注漿成本大大降低。
2、技術(shù)方案一種粉煤灰基注漿材料，其組分和重量比為粉煤灰70～77％、水泥18～26％、復(fù)合外加劑3～6％；其中的復(fù)合外加劑為硫酸鈉0.5～2％、碳酸鈉0.5～2％、減水劑0.5～1.5％、膨潤土0.5～3％。
減水劑最好由萘系減水劑和木鈣類減水劑復(fù)合制成。
水泥可以采用硅酸鹽水泥，也可以是0～30％的硅酸鹽水泥和70～100％的硅酸鹽水泥。
粉煤灰特別適用增鈣脫硫粉煤灰。
在注漿材料中大摻量(摻量＞70％)使用粉煤灰，會(huì)導(dǎo)致結(jié)石體強(qiáng)度過低，流動(dòng)性變得很差。本發(fā)明通過加入復(fù)合外加劑激發(fā)粉煤灰的活性，提高了結(jié)石體的強(qiáng)度，而使用減水劑，則改善了漿液的流動(dòng)性能。
3、有益效果本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下特點(diǎn)(1)粉煤灰在注漿材料中摻量高(＞70％)，而且特別適用于目前利用率很低的增鈣脫硫粉煤灰，有效的保護(hù)了環(huán)境，降低了成本；(2)加入復(fù)合外加劑后制備的漿液性能良好，與現(xiàn)有粉煤灰基注漿材料相比，結(jié)石體的強(qiáng)度提高，漿液的流動(dòng)性能明顯改善。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1組分及比例粉煤灰76％、硅酸鹽水泥19.6％、復(fù)合外加劑4.4％。復(fù)合外加劑中減水劑0.5％、碳酸鈉0.9％、硫酸鈉1.0％和膨潤土2％。(均為重量比)工藝將各組分混合后粉磨至45μm篩余小于10％，再與水按1∶0.8的比例進(jìn)行混合，經(jīng)充分?jǐn)嚢杓粗瞥勺{材料。
效果漿液流動(dòng)度為20.2s，放置30分鐘后為21s，析水率0.1％，結(jié)石率為99.5％，結(jié)石體3d抗壓強(qiáng)度為3MPa，28d抗壓強(qiáng)度為9MPa。
實(shí)施例2組分及比例粉煤灰77％、硅酸鹽水泥19％、復(fù)合外加劑4％。復(fù)合外加劑中減水劑0.6％、碳酸鈉1％、硫酸鈉1.4％及膨潤土1％。
工藝同實(shí)施例1。
效果漿液流動(dòng)度為16s，放置30分鐘后仍為16s，析水率0.2％，結(jié)石率為99.5％，結(jié)石體3d抗壓強(qiáng)度為2.7MPa，28d抗壓強(qiáng)度為8.6MPa。
實(shí)施例3組分及比例粉煤灰70％、硅酸鹽水泥23％、硫鋁酸鹽水泥3％、復(fù)合外加劑3％。復(fù)合外加劑中減水劑0.9％、碳酸鈉0.5％、硫酸鈉0.5％及膨潤土1.1％。
工藝將各組分混合后粉磨至45μm篩余小于10％，再與水按1∶1的比例進(jìn)行混合，經(jīng)充分?jǐn)嚢杓粗瞥勺{材料。
效果漿液流動(dòng)度為19.1s，放置30分鐘后仍為21s，析水率0.7％，結(jié)石率為99.0％，結(jié)石體3d抗壓強(qiáng)度為3.0MPa，28d抗壓強(qiáng)度為9.4MPa。
實(shí)施例4組分及比例粉煤灰71％、硅酸鹽水泥26％、復(fù)合外加劑3％。復(fù)合外加劑中減水劑0.8％、碳酸鈉0.7％、硫酸鈉0.5％及膨潤土1.0％。
工藝將各組分混合后粉磨至45μm篩余小于10％，再與水按1∶0.8的比例進(jìn)行混合，經(jīng)充分?jǐn)嚢杓粗瞥勺{材料。
效果漿液流動(dòng)度為18.3s，放置30分鐘后仍為20.6s，析水率0.9％，結(jié)石率為98.9％，結(jié)石體3d抗壓強(qiáng)度為2.9MPa，28d抗壓強(qiáng)度為9.4MPa。
實(shí)施例5組分及比例粉煤灰70％、硅酸鹽水泥24％、復(fù)合外加劑6％。復(fù)合外加劑中減水劑1.0％、碳酸鈉0.8％、硫酸鈉1.2％及膨潤土3.0％。
工藝將各組分混合后粉磨至45μm篩余小于10％，再與水按1∶1.0的比例進(jìn)行混合，經(jīng)充分?jǐn)嚢杓粗瞥勺{材料。
效果漿液流動(dòng)度為19.8s，放置30分鐘后仍為21.1s，析水率1.2％，結(jié)石率為98.5％，結(jié)石體3d抗壓強(qiáng)度為2.7MPa，28d抗壓強(qiáng)度為8.5MPa。
權(quán)利要求
1.一種粉煤灰基注漿材料，其特征在于其組分和重量比為粉煤灰70～77％、水泥18～26％、復(fù)合外加劑3～6％；其中的復(fù)合外加劑為硫酸鈉0.5～2％、碳酸鈉0.5～2％、減水劑0.5～1.5％、膨潤土0.5～3％。
2.根據(jù)權(quán)利要求2所述的粉煤灰基注漿材料，其特征是所述減水劑是萘系減水劑和木鈣類減水劑復(fù)合制成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的粉煤灰基注漿材料，其特征是所述水泥是硅酸鹽水泥。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的粉煤灰基注漿材料，其特征是所述水泥是0～30％的硅酸鹽水泥和70～100％的硅酸鹽水泥。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的粉煤灰基注漿材料，其特征是所述粉煤灰是增鈣脫硫粉煤灰。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種建筑物地下注漿用粉煤灰基注漿材料，它由摻量大于70％的粉煤灰、少量的水泥和復(fù)合外加劑組成，其中的復(fù)合外加劑由硫酸鈉、碳酸鈉、減水劑和膨潤土組成。該注漿材料中的粉煤灰特別適用目前利用率很低的增鈣脫硫粉煤灰，有效的保護(hù)了環(huán)境，降低了成本；在加入復(fù)合外加劑后制備的漿液性能良好，與現(xiàn)有粉煤灰基注漿材料相比，結(jié)石體的強(qiáng)度提高，漿液的流動(dòng)性能明顯改善。
文檔編號(hào)C04B18/04GK1699245SQ20051004019
公開日2005年11月23日 申請(qǐng)日期2005年5月24日 優(yōu)先權(quán)日2005年5月24日
發(fā)明者盛廣宏, 翟建平, 李琴, 付曉茹, 黎飛虎 申請(qǐng)人:南京大學(xué)