一种煤矿用发泡水泥促凝剂及制备方法[0002]发泡水泥是一种多孔泡沫材料，因其在新鲜状态下具有良好的流动性，能向上堆积，凝结成型后轻质，具有一定的抗压强度及导热系数低的特点而被广泛应用于隔热、保温工程领域。目前，煤炭自燃是我国煤矿安全生产面临的最主要灾害之一，一旦发生火灾便会造成巨大的经济损失和人员伤亡。为了有效防治煤矿井下由于漏风而导致的煤炭自燃，在煤矿采空区、高冒区、停采线附近、空硐等易自燃区域(高温火源点)，常采用发泡水泥进行填充并对与其相连的采动裂隙进行密闭封堵，阻断供氧通道和防止高温区域扩散，从而降低矿井煤自燃火灾危险性。[0003]在煤矿现场施工过程中要求发泡水泥需在短时间内凝结、固化成型产生一定的抗压强度，为此需要采用促凝剂加速发泡水泥浆液体系的凝结过程。但是，现有的促凝剂容易受到浆液中发泡剂的影响，凝结时间不稳定；且其使用时放热会导致发泡水泥不稳定发生破裂，无法同时满足现场对发泡水泥高稳定性及隔热性能的要求。另外，现有促凝剂含碱量大，消耗资源较多。
[0004]针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种煤矿用发泡水泥促凝剂及制备方法，凝结时间可调，促凝效果好，能够满足现场对发泡水泥高稳定性及隔热性能的要求?’促凝剂含碱量低，节约资源。[0005]为了实现上述目的，本发明提供一种煤矿用发泡水泥促凝剂，包括如下重量份数的原料:煤矸石30~51份、粉煤灰25~38份、石灰石16~27份、萤石2~5份。[0006]优选的，所述的原料的重量份数为:煤矸石41份、粉煤灰36份、石灰石20份、萤石3份。[0007]—种煤矿用发泡水泥促凝剂的制备方法，具体步骤为:
[0008](I)按比例称取煤矸石、粉煤灰、石灰石和萤石，研磨成直径为8mm~12mm的球状颗粒，混合均匀；
[0009](2)将步骤(1)中所得的混合物以1:1.5的水灰比搅拌混合均匀，在200°C~300°C, Iatm条件下利用水热合成法处理4h_6h得到预处理产品；
[0010](3)将预处理产品在850°C~1000°C下煅烧Ih~2h，将煅烧得到的产品磨至比表面积为 500m2/kg ~700m2/kg。
[0011]本发明的有益效果是:通过采用水热合成法和后期的高温煅烧，制备的促凝剂纯度高，将该促凝剂加入泥浆体系后，促凝剂与水泥中的石膏、水分迅速发生反应，生成大量的钙矾石，一分子产物结合三十二分子的水并在失去水的孔隙中结晶，这些结晶度高的水化物相互交错，形成较硬的骨架，支撑起泡沫泥浆体系，增强发泡水泥的稳定性，促凝效果好；促凝剂制备原料以煤矸石、粉煤灰作为主要原材料，实现废物利用，而且最终制备的促凝剂的含碱量低；本制备方法与传统直接高温煅烧方法相比较，预先低温水热合成处理可以降低后期煅烧温度，在较低煅烧温度下就能够生成大量产物，达到节能的效果。

[0012]下面结合实施例对本发明做进一步说明。
[0013]实施例1
[0014]一种煤矿用发泡水泥促凝剂，包括如下重量份数的原料:煤矸石34kg、粉煤灰37kg、石灰石27kg、萤石2kg。
[0015]本实施例中煤矿用发泡水泥促凝剂的制备方法，具体步骤为:
[0016]首先将原料研磨成直径为IOmm的球状颗粒，混合均匀；将混合物以1: 1.5的水灰比搅拌混合均匀，在250°C，Iatm条件下利用水热合成法处理5h得到预处理样品；最后将预处理后得到的样品在900°C下煅烧1.5h，将煅烧得到的样品磨至比表面积为600m2/kg。
[0017]实施例2
[0018]一种煤矿用发泡水泥促凝剂，包括如下重量份数的原料:煤矸石37kg、粉煤灰36kg、石灰石25kg、萤石2kg。
[0019]本实施例中煤矿用发泡水泥促凝剂的制备方法同实施例1。
[0020]实施例3
[0021]一种煤矿用发泡水泥促凝剂，包括如下重量份数的原料:煤矸石38kg、粉煤灰37kg、石灰石23kg、萤石2kg。
[0022]本实施例中煤矿用发泡水泥促凝剂的制备方法同实施例1。
[0023]实施例4
[0024]一种煤矿用发泡水泥促凝剂，包括如下重量份数的原料:煤矸石40kg、粉煤灰38kg、石灰石19kg、萤石3kg。
[0025]本实施例中煤矿用发泡水泥促凝剂的制备方法同实施例1。
[0026]实施例5
[0027]—种煤矿用发泡水泥促凝剂，包括如下重量份数的原料:煤矸石41kg、粉煤灰36kg、石灰石20kg、萤石3kg。
[0028]本实施例中煤矿用发泡水泥促凝剂的制备方法同实施例1。
[0029]实施例6
[0030]一种煤矿用发泡水泥促凝剂，包括如下重量份数的原料:煤矸石43kg、粉煤灰34kg、石灰石19kg、萤石4kg。
[0031]本实施例中煤矿用发泡水泥促凝剂的制备方法同实施例1。
[0032]实施例7
[0033]一种煤矿用发泡水泥促凝剂，包括如下重量份数的原料:煤矸石45kg、粉煤灰31kg、石灰石21kg、萤石3kg。
[0034]本实施例中煤矿用发泡水泥促凝剂的制备方法同实施例1。
[0035] 实施例8[0036]一种煤矿用发泡水泥促凝剂，包括如下重量份数的原料:煤矸石47kg、粉煤灰29kg、石灰石20kg、萤石4kg。
[0037]本实施例中煤矿用发泡水泥促凝剂的制备方法同实施例1。
[0038]实施例9
[0039]一种煤矿用发泡水泥促凝剂，包括如下重量份数的原料:煤矸石48kg、粉煤灰28kg、石灰石19kg、萤石5kg。
[0040]本实施例中煤矿用发泡水泥促凝剂的制备方法同实施例1。
[0041]实施例10
[0042]一种煤矿用发泡水泥促凝剂，包括如下重量份数的原料:煤矸石50kg、粉煤灰25kg、石灰石20kg、萤石5kg。
[0043]本实施例中煤矿用发泡水泥促凝剂的制备方法同实施例1。
[0044]将上述实施例1-10中所制备的煤矿用发泡水泥促凝剂以重量分数10%的添加量加入发泡水泥浆体中，混合均匀，分别检测发泡水泥的初凝和终凝时间，具体数据见表1。
[0045]表1不同原料配比的煤矿用发泡水泥促凝剂对凝结时间的影响
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