一种生物改性煤矸石灌浆材料的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种生物改性煤矸石灌浆材料的制备方法，属于灌浆材料制备技术领域。本发明专利技术将煤矸石粉碎煅烧后与水混合，喷液氮结冻后再溶解，得到多孔煤矸石，再与粉碎的海泡石粉末经硫铝酸钙诱导发酵，过滤、干燥得微膨胀混合粉末，再与榆树枯枝经超声提取制得的木质素混合，再加入猪骨头经发酵、粉碎制得的猪骨头粉末搅拌后，再与柠檬酸钠混合球磨制得灌浆材料的方法。本发明专利技术的有益效果是：本发明专利技术制备步骤简单，充分利用生物改性煤矸石制得灌浆材料，针对性强，有效增强了其抗渗压能力，结硬时收缩变形小；所得产品结石强度和粘结力高，加固及防渗效果好。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种生物改性煤矸石灌浆材料的制备方法，属于灌浆材料制备

技术介绍
灌浆材料是能够以液态形式存在，且便于利用液压、气压或电化学原理注入相应介质的裂缝、裂隙、孔隙等内部空间并具有胶结固化能力，使介质的泄露通道得到堵塞、物理性状及力学性能得到改善的一类工程材料的总称。在某些工程领域，灌浆材料又经常被称之为注浆材料。灌浆材料可分为固粒灌浆材料、化学灌浆材料和精细矿物灌浆材料。固粒灌浆材料由固体颗粒和水组成的悬浮液。它取材方便，造价低，施工简单，并具有较好的防渗或固结能力，但其所能灌填的缝隙宽度却受其固体颗粒的细度限制。固粒灌浆材料有粘土浆、水泥浆、水泥粘土浆和水泥粉煤灰浆4种。但其结石强度和粘结力都很低，抗渗压的能力较弱，浆体结硬时的收缩变形大。化学灌浆材料由化学药剂制成的流动性好的液体。用它能灌入比较细微的缝隙，还能根据需要调节凝结时间。化学灌浆材料分无机及有机两种：无机灌浆材料以硅酸钠为主要原料，称硅化用灌浆材料；有机灌浆材料以各种高分子材料为主要原料，目前常用的有硅酸钠、环氧树脂、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酰胺及聚氨酯等几种。但化学浆液价格比较昂贵，有毒性、污染环境，且以硅酸钠（水玻璃）为主要原料的化学浆液，由于粘度和强度低，导致结石强度较低，加固及防渗效果差。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题：针对目前灌浆材料结石强度和粘结力低，抗渗压的能力较弱，浆体结硬时收缩变形大的弊端，提供了一种将煤矸石粉碎煅烧，再与去离子水混合，喷液氮结冻后再溶解，得到多孔煤矸石，再与粉碎的海泡石粉末经硫铝酸钙诱导发酵，过滤、干燥得微膨胀混合粉末，再与榆树枯枝经超声提取制得的木质素混合，再加入猪骨头经发酵、粉碎制得的猪骨头粉末搅拌后，再与柠檬酸钠混合球磨制得灌浆材料的方法。本专利技术制备步骤简单，所得产品具有高结石强度和高粘结力，充分利用生物改性煤矸石制得灌浆材料，针对性强，遇水能够产生轻微膨胀，干燥后不会收缩变形，有效解决了其抗渗压的能力较弱，浆体结硬时收缩变形大的问题。为解决上述技术问题，本专利技术采用如下所述的技术方案是：（1）称取200～300g煤矸石进行粉碎，过80～100目筛，得到煤矸石粉末，将粉末置于马弗炉中，升温至700～800℃，保温煅烧2～3h，随后将煅烧后的煤矸石粉末取出，自然冷却至200～300℃，放入装有500～600mL去离子水的烧杯中，再用液氮喷淋5～8s后，自然恢复至室温，过滤，将滤渣在95～105℃下干燥1～2h，得到多孔煤矸石粉末；（2）称取20～30g海泡石进行粉碎，过80～100目筛，得到海泡石粉末，将其置于烧杯中，并向烧杯中加入上述所得多孔煤矸石粉末，搅拌混合5～10min，并置于发酵罐中，再依次加入300～400mL去离子水、5～10g硫铝酸钙，搅拌3～5min，控制发酵罐温度为40～50℃、湿度为80～90%，搅拌发酵24～26h，将发酵液取出，过滤，得到滤渣，将滤渣置于烘箱中，在95～105℃下干燥2～3h，得到微膨胀混合粉末，备用；（3）选取1000～2000g新鲜的猪骨头，清除表面的残肉，并用去离子水洗涤干净后，放入发酵罐中，再向其中加入8～9L沼气液将猪骨头浸没，控制温度为30～40℃，密封发酵24～36h后，将发酵后的骨头取出，用去离子水洗涤3～5次，并置于粉碎机中粉碎，过100～200目筛，得到猪骨头粉末，备用；（4）称取50～60g榆树枯枝进行粉碎，过80～100目筛，得到榆树粉末，将其加入至装有200～300mL去离子水的烧杯中，随后将烧杯置于超声波振荡仪中，在180～200W下超声提取20～30min，过滤，得到滤渣，将滤渣置于烧杯中，再加入200～300mL丙酮，浸泡20～30min，过滤，得到滤液，将滤液减压蒸馏，得到固体，即木质素；（5）将上述木质素与步骤（2）备用的微膨胀混合粉末混合后，再加入步骤（3）备用的猪骨头粉末，搅拌10～20min，再加入2～4g柠檬酸钠，搅拌2～4min，再置于烘箱中，在95～105℃下干燥2～3h，自然冷却至室温，并置于球磨机中球磨2～3h，再进行包装封口，即可得到一种生物改性煤矸石灌浆材料。本专利技术的应用方法：按质量比1:10将本专利技术制得的生物改性煤矸石灌浆材料与水混合，搅拌5～10min，制得灌浆液，然后清除裂缝、孔隙表面碎石、灰尘、油污等，将灌浆液从裂缝、孔隙一侧注入其中，直至另一侧溢出为止，待灌浆完成后，放置30～40min，洒水养护3～4h即可。该灌浆材料抗渗压能力强，结硬时收缩变形小，结石强度和粘结力高，加固及防渗效果好，值得推广与使用。本专利技术与其他方法相比，有益技术效果是：（1）本专利技术制备步骤简单，充分利用生物改性煤矸石制得灌浆材料，针对性强，有效增强了其抗渗压能力，结硬时收缩变形小；（2）所得产品结石强度和粘结力高，加固及防渗效果好。具体实施方式首先称取200～300g煤矸石进行粉碎，过80～100目筛，得到煤矸石粉末，将粉末置于马弗炉中，升温至700～800℃，保温煅烧2～3h，随后将煅烧后的煤矸石粉末取出，自然冷却至200～300℃，放入装有500～600mL去离子水的烧杯中，再用液氮喷淋5～8s后，自然恢复至室温，过滤，将滤渣在95～105℃下干燥1～2h，得到多孔煤矸石粉末；再称取20～30g海泡石进行粉碎，过80～100目筛，得到海泡石粉末，将其置于烧杯中，并向烧杯中加入上述所得多孔煤矸石粉末，搅拌混合5～10min，并置于发酵罐中，再依次加入300～400mL去离子水、5～10g硫铝酸钙，搅拌3～5min，控制发酵罐温度为40～50℃、湿度为80～90%，搅拌发酵24～26h，将发酵液取出，过滤，得到滤渣，将滤渣置于烘箱中，在95～105℃下干燥2～3h，得到微膨胀混合粉末，备用；然后选取1000～2000g新鲜的猪骨头，清除表面的残肉，并用去离子水洗涤干净后，放入发酵罐中，再向其中加入8～9L沼气液将猪骨头浸没，控制温度为30～40℃，密封发酵24～36h后，将发酵后的骨头取出，用去离子水洗涤3～5次，并置于粉碎机中粉碎，过100～200目筛，得到猪骨头粉末，备用；称取50～60g榆树枯枝进行粉碎，过80～100目筛，得到榆树粉末，将其加入至装有200～300mL去离子水的烧杯中，随后将烧杯置于超声波振荡仪中，在180～200W下超声提取20～30min，过滤，得到滤渣，将滤渣置于烧杯中，再加入200～300mL丙酮，浸泡20～30min，过滤，得到滤液，将滤液减压蒸馏，得到固体，即木质素；最后将上述木质素与备用的微膨胀混合粉末混合后，再加入备用的猪骨头粉末，搅拌10～20min，再加入2～4g柠檬酸钠，搅拌2～4min，再置于烘箱中，在95～105℃下干燥2～3h，自然冷却至室温，并置于球磨机中球磨2～3h，再进行包装封口，即可得到一种生物改性煤矸石灌浆材料。实例1首先称取200g煤矸石进行粉碎，过80目筛，得到煤矸石粉末，将粉末置于马弗炉中，升温至700℃，保温煅烧2h，随后将煅烧后的煤矸石粉末取出，自然冷却至200℃，放入装有500mL去离子水的烧杯中，再用液氮喷淋5s后，自然恢复至室温，过滤，将滤渣在95℃下干燥1h，得到多孔煤矸石粉末；再称取20g海泡石进行粉碎，过本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种生物改性煤矸石灌浆材料的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：（1）称取200～300g煤矸石进行粉碎，过80～100目筛，得到煤矸石粉末，将粉末置于马弗炉中，升温至700～800℃，保温煅烧2～3h，随后将煅烧后的煤矸石粉末取出，自然冷却至200～300℃，放入装有500～600mL去离子水的烧杯中，再用液氮喷淋5～8s后，自然恢复至室温，过滤，将滤渣在95～105℃下干燥1～2h，得到多孔煤矸石粉末；（2）称取20～30g海泡石进行粉碎，过80～100目筛，得到海泡石粉末，将其置于烧杯中，并向烧杯中加入上述所得多孔煤矸石粉末，搅拌混合5～10min，并置于发酵罐中，再依次加入300～400mL去离子水、5～10g硫铝酸钙，搅拌3～5min，控制发酵罐温度为40～50℃、湿度为80～90%，搅拌发酵24～26h，将发酵液取出，过滤，得到滤渣，将滤渣置于烘箱中，在95～105℃下干燥2～3h，得到微膨胀混合粉末，备用；（3）选取1000～2000g新鲜的猪骨头，清除表面的残肉，并用去离子水洗涤干净后，放入发酵罐中，再向其中加入8～9L沼气液将猪骨头浸没，控制温度为30～40℃，密封发酵24～36h后，将发酵后的骨头取出，用去离子水洗涤3～5次，并置于粉碎机中粉碎，过100～200目筛，得到猪骨头粉末，备用；（4）称取50～60g榆树枯枝进行粉碎，过80～100目筛，得到榆树粉末，将其加入装有200～300mL去离子水的烧杯中，随后将烧杯置于超声波振荡仪中，在180～200W下超声提取20～30min，过滤，得到滤渣，将滤渣置于烧杯中，再加入200～300mL丙酮，浸泡20～30min，过滤，得到滤液，将滤液减压蒸馏，得到固体，即木质素；（5）将上述木质素与步骤（2）备用的微膨胀混合粉末混合后，再加入步骤（3）备用的猪骨头粉末，搅拌10～20min，再加入2～4g柠檬酸钠，搅拌2～4min，再置于烘箱中，在95～105℃下干燥2～3h，自然冷却至室温，并置于球磨机中球磨2～3h，再进行包装封口，即可得到一种生物改性煤矸石灌浆材料。...

【技术特征摘要】
1.一种生物改性煤矸石灌浆材料的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：（1）称取200～300g煤矸石进行粉碎，过80～100目筛，得到煤矸石粉末，将粉末置于马弗炉中，升温至700～800℃，保温煅烧2～3h，随后将煅烧后的煤矸石粉末取出，自然冷却至200～300℃，放入装有500～600mL去离子水的烧杯中，再用液氮喷淋5～8s后，自然恢复至室温，过滤，将滤渣在95～105℃下干燥1～2h，得到多孔煤矸石粉末；（2）称取20～30g海泡石进行粉碎，过80～100目筛，得到海泡石粉末，将其置于烧杯中，并向烧杯中加入上述所得多孔煤矸石粉末，搅拌混合5～10min，并置于发酵罐中，再依次加入300～400mL去离子水、5～10g硫铝酸钙，搅拌3～5min，控制发酵罐温度为40～50℃、湿度为80～90%，搅拌发酵24～26h，将发酵液取出，过滤，得到滤渣，将滤渣置于烘箱中，在95～105℃下干燥2～3h，得到微膨胀混合粉末，备用；（3）选取1000～2000g新鲜的猪骨头，清...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁玉琴，邹宇帆，孟浩影，
申请(专利权)人：丁玉琴，
类型：发明
国别省市：江苏;32