[发明专利]利用含水赤泥协同高炉矿渣制备注浆材料的方法

说明书

本发明提供一种赤泥基新型注浆材料及其制备方法，按照重量百分计数，各个组分配比为赤泥汤70％～80％，高炉矿渣粉15～25％，复合碱激发剂5～10％，减水剂2％～3％，早强剂1％～2％。本发明利用赤泥、高炉矿渣粉制备的赤泥基新型注浆材料流动性好、早期强度高、凝结时间短，且不倒缩。本发明合理利用了工业废弃物，能够减少对环境的影响，且易于制备。步骤简单、操作方便、实用性强。

技术领域

本发明涉及的是一种以赤泥汤为原料，协同高炉矿渣制备注浆材料的方法，特别是用于隧道、地下工程、路基等注浆加固的赤泥基新型注浆材料及其制备方法。

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。一般平均每生产吨氧化铝，附带产生一吨赤泥。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，大量的赤泥不能充分有效的利用，大量的堆积在平地和山坡，占用的大量的土地，并且对环境造成了严重的危害。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。

赤泥中的主要化学成分为Al₂O₃、SiO₂、Fe₂O₃及CaO，赤泥中含铝、钙、硅较高，可以将赤泥作为建筑材料、水泥原料。此外，赤泥的pH值很高，浸出液的pH值为12.1-13.0。

矿渣粉具有火山灰作用，增加注浆材料抗压、抗拉、抗弯、抗剪性能；显著降低注浆材料的水花热，改善注浆材料和易性，减少离析和泌水；能够抑制碱骨料反应，显著增强注浆材料抗碱骨料反应的能力。

目前，使用最为广泛的注浆材料是水泥基注浆材料，水泥基注浆材料的初凝时间长，早期强度低，易倒缩，只能注入到裂隙大于0.2mm的结构体中，可注性差。有机类注浆材料可注性好，凝结速度快，凝结时间随意控制，但是会对环境产生危害。赤泥基注浆材料具有以下优势，早期强度高，凝结速度快，不倒缩，可注性好。目前已有部分学者致力于赤泥的综合利用，以实现其大规模应用。中国专利文献CN103896505A公开了一种赤泥为原料的注浆材料及其制备方法，该方法利用赤泥、矿物掺合料、外掺复合碱性激发剂通过缩聚反应生成一种三维凝胶结构的地聚物。中国专利文献CN104446213A公开了一种以赤泥为原料的注浆材料，主要原料为赤泥、激发剂、活性引发剂、微硅粉、缓凝剂、表面活性剂以及保水剂等。中国专利文献CN105669945A公开了一种赤泥基自悬浮柔性注浆材料及其制备方法，主要原料为赤泥、悬浮剂、催化剂、交联剂、水、多亚甲基多苯基多异氰酸酯。中国专利文献CN105859187A公开了一种利用赤泥制备的早强柔性双液注浆材料及其制备方法，主要原料是赤泥、悬浮剂、催化剂、交联剂、水、自制预聚体。以上专利对赤泥在注浆材料领域的应用取得了一定进展，但都是把赤泥烘干后作为原料制备注浆材料，而烘干会消耗大量的热量，能耗大，成本高。本专利采用的是赤泥汤，减少了能源的消耗，更加的经济、环保，制备工艺更加简便。

发明内容

为了克服上述不足，本发明提供一种以赤泥汤为主要原料的注浆材料，该注浆材料的流动性好，早期强度高，凝结速度快，不倒缩，可注性好。本发明的优势在于：利用含水赤泥制备了性能不低于烘干赤泥的注浆材料，节省烘干成本和工艺。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种利用含水赤泥协同高炉矿渣制备的注浆材料，由如下重量份的原料组成：赤泥汤 70～80份，高炉矿渣粉15～25份，复合碱性激发剂5～10份，减水剂2～3份、早强剂1～2份；

所述复合碱性激发剂由水泥熟料、固体水玻璃、氢氧化钠组成。

优选的，由如下重量份的原料组成：赤泥汤75～80份，高炉矿渣粉20～25份，复合碱性激发剂8～10份，减水剂2.5～3份、早强剂1.5～2份。