粉煤灰陶粒配制的c20煤礦井下護巷混凝土及其制備方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于煤礦井下噴砼技術領域，涉及一種粉煤灰陶粒配制的C20煤礦井下護巷混凝土及其制備方法。
【背景技術】
[0002]噴射混凝土支護是在圍巖自穩理論基礎上發展起來的一種支護方式，其技術先進，工程質量可靠。噴射混凝土支護與錨桿、金屬網相結合，提高了支護性能和工程質量，改進了巷道的整體性和穩定性，是目前應用十分廣泛的支護形式之一。
[0003]普通混凝土的組成材料包括水泥、砂子、石子、水和添加劑，其中石子的來源為碎石和卵石，為了獲得石子需要挖山碎石或掏挖河道，對環境造成了較大破壞。
[0004]粉煤灰是我國當前排量較大的工業廢渣之一，隨著電力工業的發展，燃煤電廠的粉煤灰排放量逐年增加。中國每年約有共2.5萬噸的鎘、鉻、砷、汞和鉛五種國家重點監控的重金屬，隨粉煤灰的排放進入到自然環境中。2013年，中國粉煤灰排放量達到5.32億噸。粉煤灰堆積占用大量土地，釋放有害物質，嚴重污染環境。為進行粉煤灰的存放和污染治理投入了大量人力、物力和財力，然而治理效果卻很有限。
【發明內容】
[0005]針對現有技術存在的問題，本發明提供一種粉煤灰陶粒配制的C20煤礦井下護巷混凝土及其制備方法，目的是使混凝土滿足C20混凝土的強度要求的同時，降低混凝土密度，并將粉煤灰變廢為寶，產生良好的環境效益和經濟效益。
[0006]為了實現上述目的，本發明采用如下技術方案:
本發明的粉煤灰陶粒配制的C20煤礦井下護巷混凝土，由水泥、砂子、粉煤灰陶粒、水和速凝劑組成，其中每立方米混凝土中水泥、砂子、粉煤灰陶粒、水和速凝劑的重量比為1:(1.80-2.53): (0.90-1.34): (0.40-0.44): 0.05，其密度為 1800-2200 kg/m3，28 天強度為 29-32 MPaο
[0007]其中，所述的粉煤灰陶粒是電廠干排粉煤灰經加工、制球和燒結而成的球型顆粒，粒徑6-9mm，表觀密度為1590-1650 kg/m3，筒壓強度5.1-6.0MPa，lh吸水率為11.5-12.8%。
[0008]所述的水泥選用P32.5硅酸鹽水泥。
[0009]所述的砂子選用中砂，細度模數為3.0-2.3，平均粒徑為0.35-0.5mm。
[0010]本發明的粉煤灰陶粒配制的C20煤礦井下護巷混凝土的制備方法按照以下步驟進行:
(1)按照重量比:水泥:砂子:粉煤灰陶粒:水:速凝劑=1:(1.80-2.53):(0.90-1.34): (0.40-0.44):0.05 的比例稱取原料；
(2)將粉煤灰陶粒在水中浸泡至少lh，然后陰干粉煤灰陶粒表面；
(3)將水泥、砂子和陰干后的陶粒混合攪拌均勻，然后投入水和速凝劑繼續攪拌，直至均勻出機。
[0011]與現有技術相比，本發明的特點和有益效果是:
本發明通過將電廠的干排粉煤灰經加工、制球、燒結而成的球型陶粒加入水泥、砂子、水和速凝劑制備C20混凝土，不僅制得的混凝土滿足C20混凝土強度要求，而且比現有的C20混凝土密度要低，利于運輸和施工；
將其應用于煤礦井下巷道噴砼，既可獲得理想的支護效果，提高巷道圍巖穩定性，而且陶粒代替普通混凝土中的石子，減少了采石對環境的破壞，變廢為寶，實現了廢物利用，具有良好的環境效益和經濟效益。
【具體實施方式】
[0012]下面結合實施例來進一步說明本發明，但本發明的范圍不限于下面的實施例。
[0013]實施例1
本實施例的粉煤灰陶粒配制的C20煤礦井下護巷混凝土，由P32.5硅酸鹽水泥、砂子、粉煤灰陶粒、水和速凝劑組成，制備lm3煤礦井下護巷C20粉煤灰陶粒混凝土需要水泥:450kg，砂子:810kg，陶粒:605kg，水:180kg，速凝劑:22.5kg，即每立方米混凝土中水泥、砂子、粉煤灰陶粒、水和速凝劑的重量比為1:1.80:1.34:0.40:0.05,其密度為1988 kg/m3, 28天強度為29.6MPa。
[0014]其中，所述的粉煤灰陶粒是電廠干排粉煤灰經加工、制球和燒結而成的球型顆粒，粒徑6_，表觀密度為1590 kg/m3，筒壓強度5.5MPa，lh吸水率為12.1%。
[0015]所述的砂子選用中砂，細度模數為2.8，平均粒徑為0.45mm。
[0016]本實施例的粉煤灰陶粒配制的C20煤礦井下護巷混凝土的制備方法按照以下步驟進行:
(1)按照重量比:P32.5硅酸鹽水泥:砂子:粉煤灰陶粒:水:速凝劑=1:1.80:1.34:0.40:0.05 的比例稱取原料；
(2)將粉煤灰陶粒在水中浸泡lh，然后陰干粉煤灰陶粒表面；
(3)將水泥、砂子和陰干后的陶粒混合攪拌均勻，然后投入水和速凝劑繼續攪拌，直至均勻出機。
[0017]實施例2
本實施例的粉煤灰陶粒配制的C20煤礦井下護巷混凝土，由P32.5硅酸鹽水泥、砂子、粉煤灰陶粒、水和速凝劑組成，制備lm3煤礦井下護巷C20粉煤灰陶粒混凝土需要水泥:450kg，砂子:920kg，陶粒:510kg，水:190kg，速凝劑:22.5kg，即每立方米混凝土中水泥、砂子、粉煤灰陶粒、水和速凝劑的重量比為1:2.04:1.13:0.42:0.05，其密度為2003 kg/m3，28天強度為30.2 MPa ο
[0018]其中，所述的粉煤灰陶粒是電廠干排粉煤灰經加工、制球和燒結而成的球型顆粒，粒徑9mm，表觀密度為1620 kg/m3，筒壓強度5.1MPa，lh吸水率為11.5%。
[0019]所述的砂子選用中砂，細度模數為3.0，平均粒徑為0.35_。
[0020]本實施例的粉煤灰陶粒配制的C20煤礦井下護巷混凝土的制備方法按照以下步驟進行:
(1)按照重量比:P32.5硅酸鹽水泥:砂子:粉煤灰陶粒:水:速凝劑=1:2.04:1.13:0.42:0.05 的比例稱取原料； (2)將粉煤灰陶粒在水中浸泡至少2h，然后陰干粉煤灰陶粒表面；
(3)將水泥、砂子和陰干后的陶粒混合攪拌均勻，然后投入水和速凝劑繼續攪拌，直至均勻出機。
[0021]實施例3
本實施例的粉煤灰陶粒配制的C20煤礦井下護巷混凝土，由P32.5硅酸鹽水泥、砂子、粉煤灰陶粒、水和速凝劑組成，制備lm3煤礦井下護巷C20粉煤灰陶粒混凝土需要水泥:450kg，砂子:1140kg，陶粒:405kg，水:200kg，速凝劑:22.5kg，即每立方米混凝土中水泥、砂子、粉煤灰陶粒、水和速凝劑的重量比為1:2.53:0.90:0.44:0.05，其密度為2118kg/m3，28天強度為31.7MPa。
[0022]其中，所述的粉煤灰陶粒是電廠干排粉煤灰經加工、制球和燒結而成的球型顆粒，粒徑8mm，表觀密度為1650 kg/m3,筒壓強度6.0MPa, lh吸水率為12.8%。
[0023]所述的砂子選用中砂，細度模數為2.3，平均粒徑為0.5mm。
[0024]本實施例的粉煤灰陶粒配制的C20煤礦井下護巷混凝土的制備方法按照以下步驟進行:
(1)按照重量比:P32.5硅酸鹽水泥:砂子:粉煤灰陶粒:水:速凝劑=1:2.53:0.90:0.44:0.05 的比例稱取原料；
(2)將粉煤灰陶粒在水中浸泡2.5h，然后陰干粉煤灰陶粒表面；
(3)將水泥、砂子和陰干后的陶粒混合攪拌均勻，然后投入水和速凝劑繼續攪拌，直至均勻出機。
【主權項】
1.一種粉煤灰陶粒配制的C20煤礦井下護巷混凝土，其特征在于由水泥、砂子、粉煤灰陶粒、水和速凝劑組成，其中每立方米混凝土中水泥、砂子、粉煤灰陶粒、水和速凝劑的重量比為 1: (1.80-2.53): (0.90-1.34): (0.40-0.44): 0.05，其密度為 1800-2200 kg/m3，28天強度為29-32 MPa ο2.根據權利要求1所述的一種粉煤灰陶粒配制的C20煤礦井下護巷混凝土，其特征在于所述的粉煤灰陶粒是電廠干排粉煤灰經加工、制球和燒結而成的球型顆粒，粒徑6-9_，表觀密度為1590-1650 kg/m3，筒壓強度5.1-6.0MPa，lh吸水率為11.5-12.8%。3.根據權利要求1所述的一種粉煤灰陶粒配制的C20煤礦井下護巷混凝土，其特征在于所述的水泥選用P32.5硅酸鹽水泥。4.根據權利要求1所述的一種粉煤灰陶粒配制的C20煤礦井下護巷混凝土，其特征在于所述的砂子選用中砂，細度模數為3.0-2.3，平均粒徑為0.35-0.5mm。5.如權利要求1所述的粉煤灰陶粒配制的C20煤礦井下護巷混凝土的制備方法，其特征在于按照以下步驟進行: (1)按照重量比:水泥:砂子:粉煤灰陶粒:水:速凝劑=1:(1.80-2.53):(0.90-1.34): (0.40-0.44):0.05 的比例稱取原料； (2)將粉煤灰陶粒在水中浸泡至少lh，然后陰干粉煤灰陶粒表面； (3)將水泥、砂子和陰干后的陶粒混合攪拌均勻，然后投入水和速凝劑繼續攪拌，直至均勻出機。
【專利摘要】本發明屬于煤礦井下噴砼技術領域，涉及一種粉煤灰陶粒配制的C20煤礦井下護巷混凝土及其制備方法。本發明的粉煤灰陶粒配制的C20煤礦井下護巷混凝土，由水泥、砂子、粉煤灰陶粒、水和速凝劑按照重量比1:（1.80-2.53）:（0.90-1.34）:（0.40-0.44）:0.05組成，其密度為1800-2200kg/m3，28天強度為29-32MPa；其制備方法是按照重量比稱取原料，將粉煤灰陶粒在水中浸泡至少1h，然后陰干粉煤灰陶粒表面，將水泥、砂子和陰干后的陶粒混合攪拌均勻，然后投入水和速凝劑繼續攪拌，直至均勻出機。本發明用陶粒代替普通混凝土中的石子，減少了采石對環境的破壞，變廢為寶，實現了廢物利用，具有良好的環境效益和經濟效益。
【IPC分類】C04B18/08, C04B14/06, C04B28/04
【公開號】CN105236887
【申請號】CN201510598469
【發明人】陳鎣, 朱志潔, 張宏偉, 霍丙杰, 李云鵬, 吳文達, 韓軍, 宋衛華
【申請人】遼寧工程技術大學
【公開日】2016年1月13日
【申請日】2015年9月21日