專利名稱：：沿空留巷支護(hù)專用水泥砼外加劑的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種水泥添加劑，具體為一種沿空留巷支護(hù)專用水泥砼外加劑。
背景技術(shù)：
：通常在開采的過程中使用液壓支柱支撐煤頂，而采空后的留巷可以依靠澆注連續(xù)墻來控制頂板冒落塌陷，其中要考慮剛?cè)岵?jì)的支護(hù)特點(diǎn)，即讓砼墻快凝且產(chǎn)生早期強(qiáng)度，還要考慮頂板放壓的間隔時間和空隙距離，即要考慮地層壓力對地下墻設(shè)計(jì)強(qiáng)度要求，還需考慮放壓距離與柔性材料設(shè)計(jì)厚度。通常一個循環(huán)約30-40分，在此期間，砼必須泵送到模箱內(nèi)，在30分鐘的時間內(nèi)初凝，這樣造成可泵性與凝結(jié)性之間的矛盾，泵入模箱后不能震搗，必須有自流平能力，進(jìn)入模箱后要在砼七個小時凝固的基礎(chǔ)上加快到30分鐘，這樣對泵送自流平砼造成一個矛盾，在煤層開采過程中只要三到四個小時便要移架前行，這樣砼模箱須拆模移動，移架后頂板壓力便直接壓在砼墻體上，這樣就需要澆注體能夠在拆模后早承壓。在地下連續(xù)墻的澆注過程中，要具備混合攪拌后有300-1000米輸送距離中不泌水，和易性好，保水性好，塌落度高，減水率高，流動性好，讓物料順利進(jìn)入澆拄箱中的自流平混凝土，特別是煤礦井下不具備震搗，必須具有自流平砼的性能。在專利號為2007100260969公開的專利申請中，記載了一種巷幫充填體，其材料是由水泥，粉煤灰，石子，砂，水和復(fù)合外加劑組成，所述的復(fù)合外加劑是由減水劑、保水劑、引氣劑、早強(qiáng)劑組成。該種復(fù)合外加劑帶來的技術(shù)效果是在巷幫充填體形成的過程中，一天抗壓強(qiáng)度不小于2MPa，三天抗壓強(qiáng)度不小于4MPa，七天抗壓強(qiáng)度不小于5MPa，二十八天抗壓強(qiáng)度不小于lOMPa，該效果隨工作面構(gòu)筑巷幫充填體，及時支護(hù)頂煤及頂，確保巷道內(nèi)頂煤于直接頂不破碎，既具有足夠的強(qiáng)度又具有良好的塑性。但是由于巷道頂?shù)牡刭|(zhì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，對于井下作業(yè)面的工作人員而言，越早將巷道內(nèi)頂支撐住就意味著越安全。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明為了解決加快巷幫充填體的凝固速度以及提高強(qiáng)度的問題而提供了一種沿空留巷支護(hù)專用水泥砼外加劑。本發(fā)明是由以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的，一種沿空留巷支護(hù)專用水泥砼外加劑，由下列重量比例的原料組成，粒度為100-350X10—9M的凝灰?guī)r粉93-95%，鋁礬土4_6%，助磨劑三乙丙醇胺1_2%。凝灰?guī)r，火山凝灰?guī)r簡稱。一種壓實(shí)固結(jié)的火山碎屑巖。主要由粒徑小于2毫米的晶屑、巖屑及玻屑組成。將該凝灰?guī)r加工到100-350X10—、級別，在該范圍段中有納米晶體、準(zhǔn)納米晶體、納米玻璃體三大類成分。本發(fā)明所述的水泥砼外加劑，采用凝灰?guī)r顆粒、鋁礬土、及三乙丙醇胺共同組成的外加劑添加到沿空留巷支護(hù)泵送混凝土中，解決了快凝與泵送流動度的矛盾，自流平不振搗而強(qiáng)度快速上升的矛盾，連續(xù)墻7天拆模和4小時拆模的矛盾。凝灰?guī)r研磨到100-350X10—9M級別后凝灰?guī)r中的化學(xué)成分S與水泥、沙子中的Ca(0H)反應(yīng)生成C-S-H凝膠，使水泥砼強(qiáng)度大大提高抗?jié)B提高了1-5倍，抗剪1-2倍，抗酸5-30倍，摩擦力提高了3倍，耐久性3倍。由于顆粒細(xì)，布朗運(yùn)動活潑，改善了水泥砼的流動性能，堆積密度。這樣增加了其流動性，和易性，不泌水，增加可泵性，杜絕了堵管現(xiàn)象。流入模具內(nèi)使水泥砼在不振搗的情況下密實(shí)度大大提高，該添加劑按照水泥重的10-20%比例加水泥砼中，25分鐘后即可快凝，3-4小時強(qiáng)度可達(dá)5-7MPa，可拆模，24小時強(qiáng)度達(dá)到15MPa左右，28天后達(dá)到50MPa左右，能夠在短時間起到高強(qiáng)度的支護(hù)效果。具體來說，1、具有良好的流動性，不泌水，不堵管，長距離可泵性好，便于運(yùn)輸，從混凝土攪拌機(jī)泵送到作業(yè)面(800-1500米距離)僅需2-5分鐘時間。2、保水率高，2小時晶石損失1.5公分。3、高減水率達(dá)33%，為早強(qiáng)和后期強(qiáng)度打好基礎(chǔ)。4、可改變堆積密度，從每M3砼摻入本添加劑后可降為0.8M3，不用振搗，密實(shí)度高，實(shí)現(xiàn)自流平。5、特別是和傳統(tǒng)使用的有機(jī)物組成的水泥添加劑相比，本發(fā)明的各個組份主要為無機(jī)物，避免了有機(jī)物對砼產(chǎn)生的碳化效應(yīng)。例如株洲大橋15年垮塌，很大一部分原因就是使用了大量的有機(jī)類水泥添加劑，在混凝土的初期，該種添加劑的作用是積極的，但是隨著年代的增加，有機(jī)物終會發(fā)生降解而使砼變疏松而壽命縮短。使用無機(jī)類的添加劑則不存在這種問題，可以保證在未來數(shù)十年內(nèi)連續(xù)墻不倒塌不變形。6、尤其是在地下沿空留巷的支護(hù)作業(yè)中，輸送砼與快凝始終是矛盾的，即要求和易性好，流動性好，還能要在短時間內(nèi)快凝，且達(dá)到一定強(qiáng)度以適應(yīng)地層壓力。傳統(tǒng)的添加劑只能兼顧一個方面，而本發(fā)明可以較好地解決這個問題。將該添加劑加入水泥中澆筑沿空留巷混凝土地下連續(xù)墻，替代傳統(tǒng)的煤層開采預(yù)留煤柱，而將煤柱開采掉，使不可再生煤炭資源不再浪費(fèi)，減少開采成本，節(jié)約了資源，每個煤柱價(jià)值在億元左右，而相同體積的混凝土的價(jià)值每立方米僅400元左右，極大地節(jié)約了煤柱支護(hù)成本，杜絕了資源浪費(fèi)。以下為本發(fā)明和現(xiàn)有技術(shù)的測試性能對比表具體以粒度為200X10—9M的凝灰?guī)r粉94%，鋁礬土5%，助磨劑三乙丙醇胺1%比例的添加劑為例。<table>tableseeoriginaldocumentpage4</column></row><table>另外，在附頁中還附有該產(chǎn)品的檢驗(yàn)報(bào)告，出具單位為山西省建筑科學(xué)研究院。其中XPM納米灌注劑即為本發(fā)明所述的產(chǎn)品。具體實(shí)施例方式實(shí)施例1、一種沿空留巷支護(hù)專用水泥砼外加劑，由下列重量比例的原料組成，粒度為200X10—、的凝灰?guī)r粉94%，鋁礬土5%，助磨劑三乙丙醇胺1%。該外加劑和水泥、石子、砂及水混合制成混凝土材料作為巷幫充填體。具體按照以下重量比例實(shí)施，水泥20份、石子15份、砂40份及水20份，本發(fā)明所述的外加劑添加入量為總重量的2%。以上原料混合均勻后在3分鐘內(nèi)即可順利泵送到1000米的施工處，25分鐘后即可快凝，3小時強(qiáng)度可達(dá)5MPa，可拆模，24小時強(qiáng)度達(dá)到15MPa，28天后達(dá)到50MPa。實(shí)施例2、一種沿空留巷支護(hù)專用水泥砼外加劑，由下列重量比例的原料組成，粒度為100X10—9M的凝灰?guī)r粉93%，鋁礬土6%，助磨劑三乙丙醇胺2%。該外加劑和水泥、石子、砂及水混合制成混凝土材料作為巷幫充填體。具體按照以下重量比例實(shí)施，水泥22份、石子15份、砂45份及水20份，本發(fā)明所述的外加劑添加入量為總重量的6%。以上原料混合均勻后在5分鐘內(nèi)即可順利泵送到1500米的施工處，28分鐘后即可快凝，3小時強(qiáng)度可達(dá)6MPa，即可拆模，24小時強(qiáng)度達(dá)到16MPa，28天后達(dá)到52MPa。實(shí)施例3、一種沿空留巷支護(hù)專用水泥砼外加劑，由下列重量比例的原料組成，粒度為350X10—、的凝灰?guī)r粉95%，鋁礬土4%，助磨劑三乙丙醇胺1%。該外加劑和水泥、石子、砂及水混合制成混凝土材料作為巷幫充填體。具體按照以下重量比例實(shí)施，水泥25份、石子18份、砂50份及水24份，本發(fā)明所述的外加劑添加入量為總重量的4%。以上原料混合均勻后在4分鐘內(nèi)即可順利泵送到1200米的施工處，27分鐘后即可快凝，3小時強(qiáng)度可達(dá)7MPa，即可拆模，24小時強(qiáng)度達(dá)到18MPa，28天后達(dá)到52MPa。權(quán)利要求一種沿空留巷支護(hù)專用水泥砼外加劑，其特征是由下列重量比例的原料組成，粒度為100-350×10-9M的凝灰?guī)r粉93-95％，鋁礬土4-6％，助磨劑三乙丙醇胺1-2％。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的沿空留巷支護(hù)專用水泥砼外加劑，其特征是由下列重量比例的原料組成，粒度為200X10—9M的凝灰?guī)r粉94%，鋁礬土5%，助磨劑三乙丙醇胺1%。全文摘要本發(fā)明涉及一種水泥添加劑，具體為一種沿空留巷支護(hù)專用水泥砼外加劑。解決加快巷幫充填體的凝固速度以及提高強(qiáng)度的問題。其特征是由下列重量比例的原料組成，粒度為100-350×10-9m的凝灰?guī)r粉93-95％，鋁礬土4-6％，助磨劑三乙丙醇胺1-2％。該添加劑按照水泥重的10-20％比例加水泥砼中，25分鐘后即可快凝，3-4小時強(qiáng)度可達(dá)5-7MPa，可拆模，24小時強(qiáng)度達(dá)到15MPa左右，28天后達(dá)到50MPa左右，能夠在短時間起到高強(qiáng)度的支護(hù)效果。文檔編號C04B22/06GK101696095SQ20091007581公開日2010年4月21日申請日期2009年10月24日優(yōu)先權(quán)日2009年10月24日發(fā)明者康晶晶,王琛,王磊,暢效銳,胡效生,薛峰,閆瑋申請人:王芳;