一种利用协同发泡法制备的矿用泡沫膏体充填材料及其制备方法

摘要

本发明公开了一种利用协同发泡法制备的矿用泡沫膏体充填材料及其制备方法，可广泛适用于煤矿采空区充填、巷道封闭及井下防火墙的构筑。该充填材料由A、B两部分组分，A组分包括活性组分、细骨料、矿物发泡剂、激发剂、促凝剂等；B组分包括发泡剂、稳泡剂、减水剂等。重点在于将粉煤灰活化之后用于替代部分水泥作为胶凝材料，此外将混凝土发泡技术应用到充填材料中，并创新性的应用矿物发泡剂协同混凝土发泡剂发泡，在原有基础之上改善了充填材料的发泡膨胀性能、泵送性能和抗渗性能，在低水泥耗量条件下，可填充更大空间的采空区，做到低耗、环保、节能、易于泵送。

主权项

一种利用协同发泡法制备的矿用泡沫膏体充填材料，其特征在于它是由A组分和B组分组成，A、B组分配方的重量百分比如下：A组分： 水  泥8‑15%粉煤灰10‑15%煤矸石20‑40%生石灰2‑5%矿物发泡剂2‑5%石膏0.5‑1%激发剂0.1‑1%促凝剂0.1‑1%水15‑25%B组分： 发泡剂0.5‑1%稳泡剂0.1‑1%减水剂0.1‑1%水10‑15%其中所述水泥为市售P.O52.5普通硅酸盐水泥，其比重约为3.25g/cm³，比表面积为420m²/kg，烧失量为1.45%，初凝时间＞2h，终凝时间＜4h，28d抗压强度＞52.5MPa，安定性良好；所述粉煤灰为淮南地区所产三级粉煤灰，颗粒级配良好，d₅₀=38.008μm，主要成分包括SiO₂、Al₂O₃、Fe₂O₃、CaO，孔隙率60‑75%，比表面积为约350m²/kg，松散干密度600‑1000kg/m³，压实密度1300‑1600kg/m³，烧失量为2.90%；所述煤矸石为淮南地区所产原状煤矸石经细碎之后的矸石粉，颗粒级配良好，粒径分布50‑300μm，松散干密度1000‑1500kg/m³，烧失量为15.42%；所述生石灰为市售磨细建筑生石灰，粒度小于180目，CaO含量大于81.45%；所述矿物发泡剂为钠基膨润土，200目通过率大于95%，液限为96.8%，塑限为39.5%，含水率为36.7%，最大干密度1.25g/cm³，自由膨胀率76.5%，用于配合B组分联合发泡；所述石膏为市售磨细建筑石膏，粒度小于180目，CaSO₄含量大于98%；所述激发剂为无水硫酸钠，纯度＞99.0%，pH值5.0‑8.0，水不溶物＜0.005%，灼烧失量＜0.2%；所述促凝剂为市售成品AC促凝剂，调凝范围大，促凝效果明显，28天保留值大于90%，对钢筋无锈蚀作用，抗渗性能好，无毒、无味、对人体无腐蚀；所述发泡剂为复合型高效混凝土发泡剂，颜色为淡黄色，密度为1.5g/ml，沉陷距离为5mm/h，泌水量为20mm/h，稀释倍数为50倍，发泡倍数大于20；所述稳泡剂为羟丙基甲基纤维素，为白色粉末，80目通过率100%，碳化温度为280‑300℃，比重为1.26‑1.31g/cm³，2%水溶液表面张力为42‑56dyn/cm，溶于水；所述减水剂为FDN‑Ⅰ高效减水剂，它与上述发泡剂相容性较好，呈棕黄色粉状，固体含量＞90%，减水率12‑25%，泌水率比＜90%，pH值7.0‑9.0，硫酸钠含量＜20%，氯离子含量＜0.5%；所述水为普通洁净自来水。