[发明专利]一种赤泥钢渣协同制备的注浆材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种赤泥钢渣协同制备的注浆材料及其制备方法，以质量份数计，包括赤泥55～65份、钢渣25～35份、早强剂1～4份、悬浮剂1～5份、激发剂8～12份；其中，所述早强剂为二甲基乙醇胺、双(3‑二甲氨基丙基)胺、三乙烯二胺中的至少一种；所述悬浮剂为玻璃纤维或硅酸铝纤维；所述激发剂为硫铝酸盐水泥熟料与水玻璃的混合物。本发明选择了特定的早强剂、悬浮剂和激发剂，从而大宗利用固废，并且使注浆材料同时具备早期强度高、流动性好、固结强度高、抗侵蚀的优点。

技术领域

本发明涉及主要用于隧道、路基、地下工程等注浆加固的注浆材料，具体涉及一种赤泥钢渣协同制备的注浆材料及其制备方法。

背景技术

赤泥是氧化铝冶炼工业生产过程中排出的红色固体粉状废弃物。据估计，全世界每年排放的赤泥量约6000万吨，仅我国氧化铝生产过程中每年排出的赤泥量就达600万吨，全部露天堆存，并且大部分堆场坝体用赤泥构筑。赤泥堆放不仅占用大量土地，耗费较多的堆场建设和维护费用，而且存在于赤泥中的碱向地下渗透，造成地下水体和土壤污染。裸露赤泥形成的粉尘随风飞扬，污染大气，对人类和动植物的生存造成负面影响，恶化生态环境。钢渣炼钢过程中的一种副产品。它由生铁中的硅、锰、磷、硫等杂质在熔炼过程中氧化而成的各种氧化物以及这些氧化物与溶剂反应生成的盐类所组成。所以最大限度的限制赤泥的产量和危害，提高钢渣利用率，实现多渠道、大数量的资源化已迫在眉睫。

交通水电工程方面，在未来10年到20年中，新建高速公路约6万公里，铁路3万公里，面临地质条件日趋复杂，塌方、突涌水等地质灾害频发。地铁市政工程方面，在建轻轨地铁城市43个，运营线路3000公里，在建2525公里。地铁隧道穿越地层围岩较为破碎，围岩自稳性差，易地面塌陷、涌水溃砂等灾害。矿山工程方面，随着我国对资源需求量的日益增加，矿山开采逐步向深部转移。深部开采带来了矿压大、水压大、温度高等技术难题，突涌水、软弱围岩失稳等时有发生。传统注浆材料通常分为以下两种，常规水泥基注浆材料：浆液稳定性差，强度增速慢，易被水冲散，结石体干缩较大。有机高分子类：造价高昂，污染严重，易老化。因此，急需研制一种能够满足实际工程需要并经济环保的注浆材料。

目前，已有部分学者将赤泥用于注浆材料制备领域，中国专利文献CN 103896503A公开了一种赤泥基新型注浆材料及其制备方法，通过掺合料的碱激发作用形成具有较高强度的三维网络凝胶结构的地质聚合物注浆材料。中国专利文献CN 104446213 A公开了一种以赤泥为原料的注浆材料，主要原料是赤泥、激发剂、活性引发剂、微硅粉、缓凝剂、表面活性剂及保水剂等。以上方法制备的赤泥基注浆材料虽成本较低，一定程度上利用了赤泥，但凝结时间长、力学强度不足、稳定性较差。

中国专利文献CN105669945 A公开了一种赤泥基自悬浮柔性注浆材料及其制备方法，通过添加悬浮剂和多亚甲基多苯基多异氰酸酯，使注浆材料具有较好的强度和柔性。中国专利文献CN 105859187 A公开了一种利用赤泥制备的早强柔性双液注浆材料及其制备方法，通过双液混合使浆液有较好的强度和柔性。以上两种方法虽然提高了注浆材料的柔性但是力学强度不够，不能大宗利用固废并且抗侵蚀能力不足。

发明内容

为了解决现有技术的不足，本发明的目的之一是提供一种赤泥钢渣协同制备的注浆材料，该注浆材料同时具备早期强度高、流动性好、固结强度高、抗侵蚀的优点。

为了实现上述目的，本发明的技术方案为：

一种赤泥钢渣协同制备的注浆材料，以质量份数计，包括赤泥55～65份、钢渣25～35份、早强剂1～4份、悬浮剂1～5份、激发剂8～12份；其中，

所述早强剂为二甲基乙醇胺、双(二甲氨基丙基)胺、三乙烯二胺中的至少一种；

所述悬浮剂为玻璃纤维或硅酸铝纤维；

所述激发剂为硫铝酸盐水泥熟料与水玻璃的混合物。