[发明专利]一种再生粉体复合矿山胶结充填材料及制备方法

说明书

本公开提供了一种再生粉体复合矿山胶结充填材料及制备方法，包括再生粉体、磷石膏、高炉矿渣、粉煤灰，所述再生粉体有水泥石粉体升温至450～750℃进行煅烧处理获得。解决了现有技术中充填材料成本高，资源利用率低的问题，能充分利用现有固体废弃物，具有节约能源、制备简单、充填效果稳定、可长距离泵送的优点，解决了废旧混凝土中最难利用的水泥石部分的循环再生问题。

技术领域

本公开涉及建筑垃圾循环利用及矿山充填材料领域，特别涉及一种再生粉体复合矿山胶结充填材料及制备方法。

背景技术

公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本公开的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

随着我国煤炭工业的快速发展，采空区面积不断扩大，地表沉陷、 “三下” 压煤问题越发突出。充填采矿工艺在防止大面积地表沉陷、解放“三下”压煤、提高资源回采率、解决煤矸石地面堆放等方面的优势愈加突显，而目前充填材料主要还是以硅酸盐水泥充当胶凝材料，以破碎后的煤矸石充当骨料，不仅价格昂贵，而且输送性能不稳定，严重制约着煤矿充填的向前发展。

随着城市化进程的加快，大量的房屋建筑面临着拆毁重建，再次过程中，废旧混凝土等建筑垃圾大量产生。目前我国建筑垃圾的利用率低下，大量的建筑垃圾不能充分有效的利用，主要的处理方式为地下掩埋，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建筑垃圾的危害，实现多渠道、大数量的资源化已迫在眉睫。

国内外相关学者在建筑垃圾循环利用方面开展了部分研究工作。据本公开发明人研究发现，现有技术中主要以再生骨料的循环利用为主，而由于再生粉体存在早期强度低、凝结时间过快等不足，使得再生粉体难以进行再利用，导致建筑垃圾中水泥石废料的再利用迟迟得不到解决。

发明内容

为了解决现有技术的不足，本公开的目的是提供一种再生粉体复合矿山胶结充填材料及制备方法，该充填材料具有稳定性更高、可长距离泵送、早期强度高、二氧化碳排放量低、膨胀性好、不倒缩等优点。

为了实现上述目的，本公开的技术方案为：

一方面，一种再生粉体复合矿山胶结充填材料，包括再生粉体、磷石膏、高炉矿渣、粉煤灰，所述再生粉体有水泥石粉体升温至450~750℃进行煅烧处理获得。

另一方面，一种再生粉体复合矿山胶结充填材料的制备方法，将水泥石粉体升温至450~750℃进行煅烧处理获得再生粉体，将再生粉体与磷石膏、高炉矿渣、粉煤灰、早强剂、减水剂、膨胀剂、稳定剂混合，然后加水搅拌，即得。

经过本公开研究发现，将水泥石粉体在450~750℃进行低温煅烧，可以使水泥石内部已经水化了的水化硅酸钙脱水，生成具有水化胶凝活性的β-C₂S，使得水泥石粉体成为具备胶凝活性的再生粉体。磷石膏中的二水硫酸钙，半水硫酸钙以及其磷酸盐杂质对β-C₂S的水化都具备促进作用，另外还能与再生粉体中的铝酸盐发生反应生成钙矾石，达到缓凝与早强的效果。高炉矿渣的矿相组成以玻璃体为主，具有很强的活性，能够提高材料后期的力学性能。粉煤灰具有滚珠效应，能够有效的提高浆液的流动度。本公开将再生粉体、磷石膏、高炉矿渣、粉煤灰组合后制备的充填材料具有优异的填充效果。

第三方面，一种上述制备方法获得再生粉体复合矿山胶结充填材料。

本公开制备的充填材料中，有效成分为水泥石粉体、磷石膏、高炉矿渣、粉煤灰，均为固体废弃物，有效利用了现有资源，更加的经济和环保，资源利用率有效提高，而且材料中通过高温活化、控制粒径对水泥石粉体进行处理，可激发水泥石粉体的潜在胶凝活性，完全代替水泥充当矿山胶结充填的胶凝材料，扩宽了水泥石粉体在矿山填充领域中的应用，降低了矿山充填成本。

本公开的有益效果为：