CN1275894C - 粉煤灰基注浆材料 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种建筑物地下注浆用粉煤灰基注浆材料，它由掺量大于70%的粉煤灰、少量的水泥和复合外加剂组成，其中的复合外加剂由硫酸钠、碳酸钠、减水剂和膨润土组成。该注浆材料中的粉煤灰特别适用目前利用率很低的增钙脱硫粉煤灰，有效的保护了环境，降低了成本；在加入复合外加剂后制备的浆液性能良好，与现有粉煤灰基注浆材料相比，结石体的强度提高，浆液的流动性能明显改善。
Description
一、技术领域
本发明涉及一种建筑物地下注浆用材料，特别是一种粉煤灰基注浆材料。
二、背景技术
粉煤灰是以煤为燃料的火力发电站或热电厂所排出的固体废弃物，我国每年因发电而排放的粉煤灰超过1亿吨，而粉煤灰的利用率却不高，全国的平均利用率仅有40％左右。近年来随着环保要求的更加严格，对粉煤灰的综合利用变得迫在眉睫。由于我国的煤炭含硫量均较高，而且优质的低硫煤炭大多用于冶金行业，因此发电厂排放的烟气中二氧化硫的含量较高，为了避免这些二氧化硫排放到大气中，发电厂采用了烟气脱硫技术，常用的脱硫技术有石灰石-石膏湿法、炉内喷钙法、半干法等。其中采用石灰石-石膏湿法工艺排放的粉煤灰属于低钙灰，利用率较高，而采用炉内喷钙法和半干法脱硫工艺所排放的粉煤灰属于增钙脱硫灰，利用率却非常低，另外对于以煤矸石为燃料的发电厂大多采用流化床工艺，炉内喷钙工艺脱硫，其排放的粉煤灰也属于低利用率的增钙脱硫灰，而到目前为止，针对增钙脱硫粉煤灰有效利用的问题，国内外相关的报道很少，而且主要用于生产水泥、混凝土、矿棉、制砖、填方等。
注浆工程中大量采用水泥作为注浆材料，但水泥注浆成本高，浆液稳定性不好，结石率低。通过掺加粉煤灰或矿渣可以降低成本，但掺加粉煤灰后其强度大幅度下降，而且流动性能不佳。目前对于大掺量粉煤灰注浆材料(掺量大于70％)的研究不多，中国专利931039992.4中公开了一种粉煤灰注浆材料，其主要配料为粉煤灰、粘土、消石灰、玻璃和水，没有硅酸盐水泥，但其结石体强度较低，流动性较差，而且其使用的粉煤灰是低钙粉煤灰。
三、发明内容
1、发明目的：本发明的目的是提供一种粉煤灰掺量大于70％，浆液流动性好，结石后强度高的粉煤灰基注浆材料，其特别适用利用率低的增钙脱硫粉煤灰，不仅充分利用了燃煤发电的废弃物，保护了环境，而且使注浆成本大大降低。
2、技术方案：一种粉煤灰基注浆材料，其组分和重量比为：粉煤灰70～77％、水泥18～26％、复合外加剂3～6％；其中的复合外加剂为硫酸钠0.5～2％、碳酸钠0.5～2％、减水剂0.5～1.5％、膨润土0.5～3％。
减水剂最好由萘系减水剂和木钙类减水剂复合制成。
水泥可以采用硅酸盐水泥，也可以是0～30％的硫铝酸盐水泥和70～100％的硅酸盐水泥。
粉煤灰特别适用增钙脱硫粉煤灰。
在注浆材料中大掺量(掺量＞70％)使用粉煤灰，会导致结石体强度过低，流动性变得很差。本发明通过加入复合外加剂激发粉煤灰的活性，提高了结石体的强度，而使用减水剂，则改善了浆液的流动性能。
3、有益效果：本发明与现有技术相比具有以下特点：(1)粉煤灰在注浆材料中掺量高(＞70％)，而且特别适用于目前利用率很低的增钙脱硫粉煤灰，有效的保护了环境，降低了成本；(2)加入复合外加剂后制备的浆液性能良好，与现有粉煤灰基注浆材料相比，结石体的强度提高，浆液的流动性能明显改善。
四、具体实施方式
实施例1：
组分及比例：粉煤灰76％、硅酸盐水泥19.6％、复合外加剂4.4％。复合外加剂中：减水剂0.5％、碳酸钠0.9％、硫酸钠1.0％和膨润土2％。(均为重量比)
工艺：将各组分混合后粉磨至45μm筛余小于10％，再与水按1：0.8的比例进行混合，经充分搅拌即制成注浆材料。
效果：浆液流动度为20.2s，放置30分钟后为21s，析水率0.1％，结石率为99.5％，结石体3d抗压强度为3MPa，28d抗压强度为9MPa。
实施例2：
组分及比例：粉煤灰77％、硅酸盐水泥19％、复合外加剂：4％。复合外加剂中：减水剂0.6％、碳酸钠1％、硫酸钠1.4％及膨润土1％。
工艺：同实施例1。
效果：浆液流动度为16s，放置30分钟后仍为16s，析水率0.2％，结石率为99.5％，结石体3d抗压强度为2.7MPa，28d抗压强度为8.6MPa。
实施例3：
组分及比例：粉煤灰70％、硅酸盐水泥23％、硫铝酸盐水泥3％、复合外加剂：3％。复合外加剂中：减水剂0.9％、碳酸钠0.5％、硫酸钠0.5％及膨润土1.1％。
工艺：将各组分混合后粉磨至45μm筛余小于10％，再与水按1∶1的比例进行混合，经充分搅拌即制成注浆材料。
效果：浆液流动度为19.1s，放置30分钟后仍为21s，析水率0.7％，结石率为99.0％，结石体3d抗压强度为3.0MPa，28d抗压强度为9.4MPa。
实施例4：
组分及比例：粉煤灰71％、硅酸盐水泥26％、复合外加剂：3％。复合外加剂中：减水剂0.8％、碳酸钠0.7％、硫酸钠0.5％及膨润土1.0％。
工艺：将各组分混合后粉磨至45μm筛余小于10％，再与水按1∶0.8的比例进行混合，经充分搅拌即制成注浆材料。
效果：浆液流动度为18.3s，放置30分钟后仍为20.6s，析水率0.9％，结石率为98.9％，结石体3d抗压强度为2.9MPa，28d抗压强度为9.4MPa。
实施例5：
组分及比例：粉煤灰70％、硅酸盐水泥24％、复合外加剂：6％。复合外加剂中：减水剂1.0％、碳酸钠0.8％、硫酸钠1.2％及膨润土3.0％。
工艺：将各组分混合后粉磨至45μm筛余小于10％，再与水按1∶1.0的比例进行混合，经充分搅拌即制成注浆材料。
效果：浆液流动度为19.8s，放置30分钟后仍为21.1s，析水率1.2％，结石率为98.5％，结石体3d抗压强度为2.7MPa，28d抗压强度为8.5MPa。
Claims (5)
1、一种粉煤灰基注浆材料，其特征在于其组分和重量比为：粉煤灰70～77％、水泥18～26％、复合外加剂3～6％；其中的复合外加剂为硫酸钠0.5～2％、碳酸钠0.5～2％、减水剂0.5～1.5％、膨润土0.5～3％。
2、根据权利要求2所述的粉煤灰基注浆材料，其特征是：所述减水剂是萘系减水剂和木钙类减水剂复合制成。
3、根据权利要求1或2所述的粉煤灰基注浆材料，其特征是：所述水泥是硅酸盐水泥。
4、根据权利要求1或2所述的粉煤灰基注浆材料，其特征是：所述水泥是0～30％的硫铝酸盐水泥和70～100％的硅酸盐水泥。
5、根据权利要求1所述的粉煤灰基注浆材料，其特征是：所述粉煤灰是增钙脱硫粉煤灰。
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