一种矿用膨胀防灭火密闭墙构筑材料及其使用方法与流程

1.本发明属于防火材料领域，涉及一种矿用膨胀防灭火密闭墙构筑材料及其使用方法。


背景技术：

2.随着矿开采技术装备的不断进步，现代化矿生产能力进一步增强，掘进、回采工艺推陈出新；但同时，也给矿井的防火工作带了新的问题和压力。解决这一问题的主要措施是筑建临时或永久密闭墙，阻断空气流动，当前大多矿井下密闭仍主要沿用砖块结构形式，由于该种结构的密闭使用时间长，施工实践经验丰富，技术成熟，为广大设计人员所熟识，被广泛应用于构筑通风密闭、防火密闭和防水密闭。但砖墙密闭建设花费时间长、并且不能够符合快速密闭的需要。因此开发用于矿井下的新型密闭墙筑建材料显得尤为重要。
3.新世纪以来，胶结泡沫材料的性能得到煤炭从业者的重视并开始在井下密闭的构筑加以运用，矿井下使用的多为有机泡沫材料，其具有高发泡率、质轻、构筑迅速等优点，同时存在价格昂贵，抗冲击性能差，阻燃性能差，发泡时散发有毒有害气体的缺陷，限制了胶结泡沫材料的应用范围。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于克服上述现有技术中，主要沿用砖块结构或者有机泡沫材料进行密封，砖块工艺建设工期长；有机泡沫材料工艺价格昂贵、抗冲击性差，阻燃性差，发泡时散发有毒有害气体的缺点，提供一种矿用膨胀防灭火密闭墙构筑材料及其使用方法。
5.为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：
6.一种矿用膨胀防灭火密闭墙构筑材料，包括粉体材料、骨料和外加剂；
7.粉体材料包括水硬性胶凝材料和活性掺和料，骨料包括细骨料和粗骨料，外加剂包括减水剂、早强剂、膨胀剂、悬浮剂和掺合料激发剂；
8.以质量份数计，各组分含量为：水硬性胶凝材料15～25份、活性掺和料0～15份、细骨料30～40份、粗骨料30～45份、外加剂0.605～2.06份。
9.优选地，外加剂中的各组分占粉体材料总质量的百分比为：减水剂的含量为0.10～1.00％，早强剂的含量为0.50～1.00％，膨胀剂的含量为0.005～0.030％，悬浮剂的含量为0～0.030％，掺和料激发剂的含量为0～1.00％。
10.优选地，水硬性胶凝材料为普通硅酸盐水泥和/或硫铝酸盐水泥；
11.活性掺和料为粉煤灰、矿粉、硅灰、重质碳酸钙；
12.细骨料为河砂或机制砂；
13.粗骨料为石子。
14.优选地，河砂细度模数为2.3～3.0，＜0.315mm的质量不少于15％。
15.优选地，石子为粒径5～20mm连续级配的碎石或卵石。
16.优选地，减水剂为聚羧酸减水剂、萘系减水剂、三聚氰胺系减水剂或氨基磺酸盐减
水剂；
17.早强剂为甲酸钙、碳酸锂、硫酸钠、氟化钠中的任意一种或多种；
18.膨胀剂为塑性膨胀剂；
19.悬浮剂为甲基纤维素醚、淀粉醚、聚丙烯酸钠或聚丙烯酰胺；
20.掺和料激发剂为氯化钙、氧化钙、氢氧化钙中的任意一种或多种。
21.一种所述矿用膨胀防灭火密闭墙构筑材料的使用方法，包括如下步骤：
22.步骤1)将粉体材料、骨料和外加剂混合均匀，得到混合料；
23.步骤2)将混合料与自来水混合搅拌，之后进行倒模成型；
24.步骤3)成型后，进行初凝和终凝，初凝时间为0.5～6h，终凝时间为2～10h。
25.优选地，自来水的质量是粉体材料总质量的35％～50％。
26.与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
27.本发明公开了一种矿用膨胀防灭火密闭墙构筑材料，是一种无机材料，将水硬性胶凝材料、活性掺和料、细骨料、粗骨料和各种外加剂按比例混合均匀。本发明的材料较现有技术的主要区别在于：(1)外加剂的使用总量少、成本低；(2)塑性膨胀剂的使用，在材料初凝之前达到膨胀效果，且不生成氢气等可燃气体，有利于现场施工的安全性，保障墙接顶良好和体密闭性；(3)减水剂的使用增加了材料泵送过程的流动性和墙体最终的强度。本发明材料的使用，可以使快速密闭墙体在筑建过程中达到自流平、自密实、强度高，骨料无沉降，凝结时间可控的效果，同时可满足联络巷密闭墙体筑建、采空区永久充填等矿安全生产的实际需要，并减少冒落、片帮和火灾等安全隐患。
具体实施方式
28.实施例1
29.称取普通硅酸盐水泥150g、硫铝酸盐水泥350g、河砂600g、碎石900g、聚羧酸减水剂5.0g、甲酸钙5.0g、塑性膨胀剂0.05g，于干料混合器中充分混合均匀，制备得到矿用快速密闭墙筑建材料。
30.将上述制备的材料置于事先加有175g水的混凝土搅拌机中，搅拌2min混合均匀，倒入模具中成型。
31.试件初凝时间为30分钟，终凝时间为100分钟，自流平、自密实，28天后无收缩、不开裂，单轴抗压强度为51.0mpa。
32.实施例2
33.称取普通硅酸盐水泥288g、硫铝酸盐水泥192g、河砂745g、碎石775g、萘系减水剂3.84g、甲酸钙3.84g、塑性膨胀剂0.025g、甲基纤维素醚0.02g，于干料混合器中充分混合均匀，制备得到矿用快速密闭墙筑建材料。
34.将上述制备的材料置于事先加有183g水的混凝土搅拌机中，搅拌2min混合均匀，倒入模具中成型。
35.试件初凝时间为40分钟，终凝时间为120分钟，自流平、自密实，28天后无收缩、不开裂，单轴抗压强度为45.0mpa。
36.实施例3
37.称取普通硅酸盐水泥290g、硫铝酸盐水泥124g、河砂693g、碎石847g，粉煤灰23g、
矿粉23g、三聚氰胺系减水剂2.30g、氟化钠2.76g、塑性膨胀剂0.046g、聚丙烯酸钠0.023g、氯化钙2.3g、氧化钙2.3g，于干料混合器中充分混合均匀，制备得到矿用快速密闭墙筑建材料。
38.将上述制备的材料置于事先加有193g水的混凝土搅拌机中，搅拌2min混合均匀，倒入模具中成型。
39.试件初凝时间为60分钟，终凝时间为150分钟，自流平、自密实，28天后微膨胀、不开裂，单轴抗压强度为37.0mpa。
40.实施例4
41.称取普通硅酸盐水泥282g、硫铝酸盐水泥70g、河砂671g、碎石889g，粉煤灰53g、矿粉35g、氨基磺酸盐减水剂1.76g、硫酸钠2.64g、塑性膨胀剂0.088g、淀粉醚0.044g、氯化钙3.5g、氧化钙3.5g，于干料混合器中充分混合均匀，制备得到矿用快速密闭墙筑建材料。
42.将上述制备的材料置于事先加有198g水的混凝土搅拌机中，搅拌2min混合均匀，倒入模具中成型。
43.试件初凝时间为90分钟，终凝时间为180分钟，自流平、自密实，28天后微膨胀、不开裂，单轴抗压强度为31.0mpa。
44.实施例5
45.称取普通硅酸盐水泥264g、硫铝酸盐水泥30g、河砂632g、碎石948g，粉煤灰88g、矿粉38g、聚羧酸减水剂0.84g、碳酸锂2.1g、塑性膨胀剂0.126g、聚丙烯酰胺0.126g、氯化钙4.2g、氧化钙4.2g，于干料混合器中充分混合均匀，制备得到矿用快速密闭墙筑建材料。
46.将上述制备的材料置于事先加有197g水的混凝土搅拌机中，搅拌2min混合均匀，倒入模具中成型。
47.试件初凝时间为120分钟，终凝时间为240分钟，自流平、自密实，28天后微膨胀、不开裂，单轴抗压强度为30.0mpa。
48.实施例6
49.称取普通硅酸盐水泥264g、河砂632g、碎石948g，粉煤灰88g、矿粉38g、聚羧酸减水剂0.84g、甲酸钙2.1g、塑性膨胀剂0.126g、甲基纤维素醚0.126g、氯化钙4.2g、氢氧化钙4.2g，于干料混合器中充分混合均匀，制备得到矿用快速密闭墙筑建材料。
50.将上述制备的材料置于事先加有197g水的混凝土搅拌机中，搅拌2min混合均匀，倒入模具中成型。
51.试件初凝时间为6h，终凝时间为10h，自流平、自密实，28天后微膨胀、不开裂，单轴抗压强度为30.0mpa。
52.综上所述，本发明的矿用快速密闭墙筑建材料，使用时，通过人工搅拌或混凝土搅拌输送一体泵按照一定的水灰比充分搅拌均匀，泵送至密闭墙柔模袋中即可。安全无毒害，密封效果良好，强度大，施工采用泵送浇筑工艺，效率高。
53.以上内容仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明权利要求书的保护范围之内。