[发明专利]一种基于工业废料的环保型注浆材料及其制备方法

说明书

一种基于工业废料的环保型注浆材料及其制备方法，属于注浆材料技术领域。注浆材料包括高炉矿渣30%‑40%、脱硫石膏20%、细磨磷渣微粉20%‑40%、煤矸石0%‑30%、水/胶凝材料为0.58‑0.62，碱激发材料采用水玻璃与氢氧化钠，1.6模水玻璃中钠的含量为总质量的8‑10%。制备过程中，将固态材料按照比例称量之后匀速搅拌5min，加入碱激发剂、水溶液，混合匀速搅拌3min，就可制得环保型注浆材料。本发明利用矿渣的火山灰效应与微晶核效应提高了集料界面粘结力，通过磷渣微粉的微集料充填效应，形成了密实充填结构和细观层次的自紧密堆积体系。不仅提高了固体废弃物的利用率，也达到了注浆材料的强度要求、流动性要求和凝结时间要求，可应用到地层裂隙和孔隙，具有一定的实用意义。

技术领域

本发明属于注浆材料领域，具体的涉及一种基于工业废料的环保型注浆材料及其制备方法。

技术背景

高炉矿渣、脱硫石膏都是进行工业生产时产生的固体废弃物，同样面临着处置和综合利用问题的还有磷渣、煤矸石等。固体废弃物的持续大面积堆积不仅造成土地资源的浪费，还给生态环境带来越来越严重的负担，且目前没有解决这一问题的有效手段，如何实现此类工业废物的资源化利用是目前亟需解决的问题。

常用的注浆加固材料为普通硅酸盐水泥单液浆，水泥具有水化热高，易产生裂缝的缺点，导致结构强度及抗渗性大幅降低，严重影响渗漏水工程治理的效果。同时，水泥的生产将产生大量的碳排放，据报道2020年因生产水泥而产生的碳排放约为33.4亿吨，这与全球气候治理的迫切形势及减少碳排放的目标相违背。

本发明公开了一种基于工业废料的环保型注浆材料及其制备方法，不仅提高了固体废弃物的利用率，也达到了注浆材料的强度要求、流动性要求和凝结时间要求，满足工程条件的同时，也满足绿色环保和节能减排的目的，非常符合我国可持续发展的战略。

发明内容

发明目的：针对现有技术中的不足，本发明的目的在提供一种基于工业废料的环保型注浆材料及其制备方法，本发明是对固体废弃物资源的充分利用，解决大多数固体废弃物难利用的问题。本分明充分认识到固体废物资源处理和综合利用的意义，真正实现资源科学合理综合运用，保护我们赖以生存的家园。

技术方案

本发明需要研磨磷渣、煤矸石。

表1高炉矿渣的化学成分（%）

表2脱硫石膏的化学成分（%）

表3磷渣的化学成分（%）

研磨：将水淬黄磷渣按《用于水泥和混凝土种的粒化电炉磷渣粉》GB/T26751-2011进行研磨筛选。

表4煤矸石的化学成分（%）

将煤矸石机械研磨20min，过0.075筛孔筛后使用。

一种基于工业废料的环保型注浆材料及其制备方法，包括以下步骤：

对环保型注浆材料进行分析和准备；

进一步的，将所述磷渣放入粉磨机中磨至5-10min，得到的细粒径、高活性磷渣微粉；

进一步的，将所述煤矸石放入粉磨机磨至15-25min，得到细粒径煤矸石粉，过0.075筛孔筛后供试验使用；

进一步的，所述矿渣为S95级矿渣；

进一步的，按照设计比例进行原料称取，其中各原料所占质量百分比为：高炉矿渣30%-40%，脱硫石膏20%，细磨磷渣粉20%-40%，煤矸石粉末0%-30%，1.6模水玻璃中钠的含量为总质量的8-10%，水58%-62%；

进一步的，将称取完成的高炉矿渣、脱硫石膏、细磨磷渣粉、煤矸石粉倒入容器内进行初步混合，匀速搅拌5min，得到干混注浆材料；

进一步的，将称取完成的水玻璃与氢氧化钠颗粒进行混合，匀速搅拌，待到氢氧化钠完全溶解后停止搅拌；