一种用于制备矿渣早强注浆材料的复合激发剂、注浆材料及其制备方法【技术领域】，涉及一种用于制备矿渣早强注浆材料的复合激发剂、注浆材料及其制备方法。[0002]我国使用的大多数注浆材料都是普通硅酸盐水泥，也有小部分工程利用矿渣水泥作为注浆材料。水泥注浆浆液具有结石强度高、价格便宜、无毒性、应用广泛等优点，但它也存在很多的缺陷，如水泥注浆浆液析水率大、稳定性差、凝结时间较长，且由于水泥颗粒较粗，不易灌入微小裂隙中，这些都限制了普通硅酸盐水泥的利用。而且水泥存在的最大的一个问题就是生产水泥会污染环境、消耗大量能源和资源。[0003]矿渣微粉是一种绿色材料，它的矿物组成、化学成分和比表面积都与水泥类似。矿渣微粉目前的主要用途是在水泥中掺和以及在商品混凝土中添加，主要作用是可以提高水泥、混凝土的早强和改善混凝土的某些特性(如易和性、提高早强、减少水化热等)。目前来说没有以矿渣微粉为主要原料的注浆材料报道公开。矿渣微粉作为注浆材料的优点:[0004](I)降低结石体收缩率；[0005](2)使浆液的析水率降低，且有助于提高浆液的稳定性；[0006](3)使试块的抗压强度得到提高和试块的抗侵蚀能力增强；[0007](4)拌和性好、便于施工、减少机械设备的磨损和提高抗渗性。
`[0008]且我国在2005年全国排放的废渣废料产出量为14亿吨，随着经济的发展，现在废渣的产出量更大。如果能利用矿渣微粉作注浆材料，不仅可以对工业废料进行再利用，解决因工业废物堆积而造成的土地资源浪费和环境污染问题，还能在水泥中充当混合料或者主料，减少水泥用量甚至完全取代水泥，这样就能节约能耗，减少对环境的污染。
[0009]基于上述情况，本发明以矿渣微粉为主料，通过试验研究，加入复合激发剂、外加剂，发明出一种绿色环保、性能优良、成本低廉的新型注浆材料。通过对矿粉微粉注浆材料的试验研究可判断其作为注浆材料的可行性，这将拓展矿渣微粉的工程应用，对于讲究绿色环保和经济效益的今天，该项发明将非常有现实意义。


[0010]本发明的目的是克服普通硅酸盐水泥注浆浆液析水率大、稳定性差、凝结时间较长，且不易灌入微小裂隙、生产污染环境、消耗大量能源和资源、成本高等的缺陷；提供一种能克服以上缺陷的绿色环保、性能优良、成本低廉的新型矿渣微粉复合激发剂及其配套制备的注浆材料，及具体的制备方法。
[0011]一种用于制备矿渣早强注浆材料的复合激发剂，其配方的各组分重量比为NaOH:KOH:Ca(OH)2 = Na2SiO3.9H20:Na2C03=2_3:1.0-1.5:0.5-1.5:1.0:2。
[0012]所制备的注浆材料为I天龄期的激发剂配方的各组分重量比为NaOH:KOH = Ca(OH)2:Na2Si03.9H20:Na2C03=3:1.5:0.5:1.0:2 ；
[0013]所制备的注浆材料为7天龄期的激发剂配方的各组分重量比为NaOH:Κ0Η:Ca(OH)2INa2SiO3.9H20:Na2C03=2:1.5:1.5:1.0:2 ；
[0014]所制备的注浆材料为28天龄期的激发剂配方的各组分重量比为NaOH:Κ0Η:Ca(0H)2:Na2Si03.9H20:Na2C03=2:1.0: 1.5:1.0:2。
[0015]一种矿渣早强注浆材料，是在比表面积为300_500m2/Kg的矿渣微粉中添加了激发剂和减水剂，其水灰比0.4-0.6 ;所述的激发剂各组分占矿渣早强注浆材料的重量百分比分别是:NaOH 2-3wt%、K0H 1.0-1.5wt%,Ca (OH)2 0.5-1.5wt%,Na2SiO3.9Η20 1.0wt%、Na2CO32% ;减水剂的添加量为0.05-0.lwt%。
[0016]所述的注浆材料为I天龄期的激发剂各组分占矿渣早强注浆材料的重量百分比分别是:3%Na0H、l.5%Κ0Η、0.5%Ca(0H)2、l%Na2Si03.9H20、2%Na2C03 ；
[0017]所述的注浆材料为7天龄期的激发剂各组分占矿渣早强注浆材料的重量百分比分别是:2%Na0H、l.5%Κ0Η、1.5%Ca (OH) 2、l%Na2Si03.9H20、2%Na2C03 ；
[0018]所述的注浆材料为28天龄期的激发剂各组分占矿渣早强注浆材料的重量百分比分别是:2%Na0H、l%K0H、l.5%Ca(0H)2、l%Na2Si03.9H20、2%Na2C03。
[0019]减水剂为木质素磺酸钙。(简称木钙)是一种多组分高分子聚合物阴离子表面活性剂，外观为浅黄色至深棕色粉末，略有芳香气味，分子量一般在800~10000之间,木质素含量> 50~65%，具有很强的分散性；常用作混凝土减水剂。
[0020]所述的矿渣早强注浆`材料制备方法，其特征在于，
[0021](I)根据所设计的配方，称好矿渣微粉、激发剂、减水剂和所需水的量；
[0022](2)将称好的矿渣微粉和激发剂先倒入净浆搅拌机中，开始搅拌半分钟,再把称好的水倒入搅拌机,继续搅拌5分钟；
[0023](3)再加入减水剂，搅拌5分钟即可。
[0024]本发明克服了当前大部分注浆材料都为普通硅酸盐水泥或矿渣水泥，该类注浆材料存在析水率大、结石率低、早期强度低、难以注入微小裂缝中和抗侵蚀能力差、水泥原料生产污染环境、消耗大量能源和资源、成本高等的缺陷。
[0025]本发明通过不同水灰比的水泥净浆与矿渣微粉基注浆材料进行对比分析，矿渣微粉基注浆材料在析水率、结石率和流动度方面都要比水泥净浆更好。且在抗压强度和初终凝时间上都满足作为注浆材料的性能要求。
[0026]本发明的矿渣微粉基注浆材料成本比普通硅酸盐水泥的制造成本降低约7%，而且本发明特别适合于矿山区域，因为矿山的主要废弃物就是矿渣，如果能够废物利用，就不需要另外运输水泥进入矿山进行生产，这样也可以节省大量的成本。因此，生产该种注浆材料也具有一定的社会效益和经济价值。



[0027]图1为不同激发剂对试块I天抗压强度的影响；
[0028]图2为不同激发剂对试块3天抗压强度的影响；
[0029]图3为不同激发剂对试块7天抗压强度影响；
[0030]图4为不同激发剂对试块28天抗压强度的影响；[0031]图5为截锥圆模不意图(单位:mm)；
[0032]图6为水泥稠度凝结测定仪；
[0033]图7为不同因素对浆液析水率的影响；
[0034]图8为不同因素对浆液流动度的影响；
[0035]图9为不同因素对结石体抗压强度的影响；
[0036]图10为不同因素对浆液结石率的影响；
[0037]图11为不同因素对初终凝时间的影响。

[0038]以下结合进一步说明本发明，而非限制本发明。
[0039]注浆材料中的主料决定了其物理力学性能及其工作性能。因此，当矿渣微粉作为注浆材料主料时，需要使其活性得到充分发挥，就必须对矿渣微粉的组成、结构进行分析，这样才能使注浆浆液的各方面性能达到最好。以下是本发明的试验探索过程。
[0040]I矿渣活性复合激发力学性能试验研究
[0041]通过前述分析，本章选择了多种激发剂对矿渣微粉进行活性激发研究，最终找出一种有效激发矿渣微粉活性的复合激发剂。为了使矿渣微粉活性得到较好的激发，本章进行了大量的矿渣微粉激发剂的外掺试验，从浆液的抗压强度来考察复合激发剂的效果。
[0042]11试验材料
[0043]1、矿渣微粉:采用湘潭钢铁厂矿渣微粉，比表面积为300m2/Kg，其化学成分见表1-1:
[0044]表1-1矿渣化学成分百分含量/%
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