[发明专利]一种石灰石尾矿充填材料及其制备方法与应用

说明书

本发明涉及充填材料技术领域，具体涉及一种石灰石尾矿充填材料及其制备方法与应用。充填材料包括石灰石尾矿胶凝材料和骨料，且两者的质量比依次序为1：3～7；其中，石灰石尾矿胶凝材料包括以下重量份的组分：石灰石尾矿粉40～60份、粒化高炉矿渣40～60份、水泥熟料4～12份、石膏4～12份、钢渣10～15份、激发剂2～15份、减水剂0.2～1.2份；骨料为原状石灰石尾矿。本发明充分利用了石灰石尾矿，利用率高达90％以上，解决了石灰石尾矿利用的问题，首先在胶凝材料中石灰石尾矿可以起到填充作用密实结石体，同时石灰石尾矿可以促进水泥熟料的水化，另一方面原状石灰石尾矿可以作为集料提高充填材料的力学性能。

技术领域

本发明涉及充填材料技术领域，具体涉及一种石灰石尾矿充填材料及其制备方法与应用。

背景技术

公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，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。

我国岩溶发育广泛，全国岩溶总面积占国土面积的1/7，给建筑物基础施工、矿山开采带来了非常大的困难。岩溶根据其发育强度，可分为强烈发育、中等发育、弱发育、微发育等。其中，强烈发育区主要表现为大型暗河，廊道及较大规模的溶洞，其他三种多表现为溶蚀、溶沟、溶槽、中小型串球状洞穴或单个小型溶洞，裂隙较为发育等形态。由于岩溶表现形态呈现多样性及规律性弱的特点，给目前的勘探、设计与施工带来了极大的困难。

岩溶在外载荷的作用下容易发生坍塌，其发生的时间和空间很难预测。在滨海地区的工程量不断增加的过程中，滨海岩溶地区岩溶发育对工程施工条件和安全带来的负面影响渐渐凸显，例如不均匀沉降、溶洞塌陷、基坑和洞室涌突水、岩溶渗漏、地表土潜移等潜在的工程危害，为减少岩溶地区此类问题对工程的影响，因此在岩溶地区修建各类工程建筑物时必须对岩溶进行工程地质研究，以预测和解决因岩溶而引起的各种工程地质问题。

本发明人研究发现：由于水泥生产对石灰石尾矿中氧化钙含量有明确要求(通常不能低于50％)，且氧化镁含量需低于2.0％，但现实情况是，即使同一座矿山，氧化钙和氧化镁含量均有较大差异，而导致这些氧化镁含量较高的尾矿无法用于水泥生产。一段时间以来，水泥企业多采用堆放和回填的办法处理，造成极大的资源浪费。

发明内容

针对上述的问题，本发明进一步研究发现：虽然氧化镁含量高的石灰石尾矿不能用于水泥生产，但其具有的高硬度使这种尾矿用于生产骨料恰到好处，为此，本发明提出了一种石灰石尾矿充填材料及其制备方法与应用，为实现上述目的，本发明技术方案如下所示。

在本发明的第一方面，提供一种石灰石尾矿充填材料，其包括石灰石尾矿胶凝材料和骨料，且两者的质量比依次序为1：3～7；其中，所述石灰石尾矿胶凝材料包括以下重量份的组分：石灰石尾矿粉40～60份、粒化高炉矿渣40～60份、水泥熟料4～12份、石膏4～12份、钢渣10～15份、激发剂2-15份、减水剂0.2-1.2份；所述骨料为原状石灰石尾矿。

进一步地，所述石灰石尾矿充填材料还包括水，优选地，按照0.6～1.2的水灰比添加所述水。

进一步地，所述石灰石尾矿粉由原状石灰石尾矿粉磨得到，其比表面积为100～600m²/kg。

进一步地，在本发明中，所述原状石灰石尾矿指未经任何处理的石灰石尾矿。

进一步地，所述石膏包括脱硫石膏、磷石膏中的任意一种，优选地，所述石膏为比表面积200～400m²/kg的石膏粉。

进一步地，所述钢渣、矿渣的细度均大于300m²/kg。

进一步地，所述水泥熟料包括硅酸盐水泥、硫铝酸盐水泥、铁铝酸盐水泥熟料等中的至少一种。