[发明专利]一种煤矸石水泥砂浆

说明书

技术领域

本发明涉及一种煤矸石水泥砂浆，属建筑工程材料领域。

技术背景

我国是煤炭大国，经过数十年大规模的开采，使得在开采过程中产生的煤矸石和掘进矸石形成大量堆积，并仍以每年1亿吨左右的数量还在继续排放。作为固体废弃物，煤矸石和掘进矸石的排放不仅严重污染煤炭开采地周围的环境，还占用大量的土地，这对我国本来就人多地少的状况来说无疑是雪上加霜。因此，加快煤矸石和掘进矸石的综合治理速度、加大煤矸石和掘进矸石综合治理力度不仅是地方政府改善当地环境、提高人民生活质量的要求，也是中央政府节能减排、使国家可持续发展政策的需要。

我国早在50年代就已开始研究利用煤矸石，但年用量非常有限；随着国家节能降耗、环境治理的要求，随即开始大规模的利用煤矸石烧砖，但也仅限于有发热量的未燃烧过的煤矸石，对已自燃的煤矸石和掘进矸石很少利用。

自燃煤矸石集料是指采煤、选煤过程中排出的煤矸石经堆积、自燃、破碎、筛分而成的一种工业废料轻集料。掘进矸石是指煤矿在巷道掘进过程中排出的岩石以及在采空中垮落的岩石、工作面冒落的岩石，主要由砂岩和石灰石等组成，其主要成分是伊利石以及石英、云母、长石等硅酸盐类矿物。煤矿在开采过程中，自燃煤矸石与掘进矸石常堆积形成煤矸石山。而目前，国内较成熟的技术只限于用自燃煤矸石代替建筑砂浆生产水泥、混凝土、人造轻骨料等产品，而掘进矸石一直被废弃。如：公开号为CN1051720A的中国专利中请，公开了一种自燃煤矸石砂浆，它是采用在水泥和自燃煤矸石的混合砂浆中，掺入白灰经水化反应后制备而成。其中也仅是利用了自燃煤矸石。掘进矸石的利用、特别是自燃煤矸石与掘进矸石混合共同利用，到目前为止，还没有这方面应用的报道。

随着我国建筑业的迅速发展，城市化进程的不断加快，建筑用砂的需求量逐年增长，随着大量的开采，我国天然砂石资源已相当匮乏，供需矛盾日益突出。如何解决建筑用砂供不应求的问题，也一直是建筑行业技术人员迫切需要解决的问题。

发明内容

为解决长期以来采煤矿山由自燃煤矸石与掘进矸石堆积山处理的难题，以及水泥混凝土行业中建筑用砂供不应求的问题，本发明的目的在于提供一种可取代建筑用砂制备而成的煤矸石水泥砂浆。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种煤矸石水泥砂浆，由次轻煤矸石细集料、水泥与水混合搅拌而成；其中，次轻煤矸石细集料占总重量百分比62％～78％、水泥总重量百分比占9％～20％，水占总重量百分比13％～18％。

上述的次轻煤矸石细集料由自燃煤矸石细集料和掘进矸石细集料以4∶1～3∶1的比例混合而成；所述自燃煤矸石细集料与所述掘进矸石细集料的颗粒直径均为0～5mm。

上述的次轻煤矸石细集料，其细度模数为3.0～1.6，堆积密度为1200～1350Kg/m³，筒压强度≥5MPa，吸水率≤10％，软化系数≥0.8。

上述的水泥选用硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥或矿渣硅酸盐水泥中任一种，水泥标号可选用32.5或42.5中任一种。

采用本发明的煤矸石水泥砂浆，其强度根据不同的使用条件而确定：其中，干拌砌筑砂浆的强度等级为DMM20、DMM15、DMM10、DMM7.5、DMM5.0等；湿拌砌筑砂浆的强度等级为WMM20、WMM15、WMM10、WMM7.5、WMM5.0；干拌地面砂浆的强度等级为DSM15、DSM20。

本发明用自燃煤矸石细集料和掘进矸石细集料混合而成的次轻煤矸石细集料，完全可以替代普通建筑用砂；其产品性能符合预拌砂浆技术规程DGJ32/J13-2005的规定。

采用本发明的技术方案，其有益效果如下：1)自燃煤矸石和掘进矸石资源丰富，用自燃煤矸石细集料和掘进矸石细集料组合而成的次轻煤矸石细集料配制的水泥砂浆与普通建筑用砂配制的水泥砂浆的强度基本相当，有的甚至高于普通砂浆。2、制备工艺简单，只要将自燃煤矸石和掘进矸石用破碎机破碎、筛分选出0～5mm的细集料直接与水泥和水混合均匀搅拌既可使用，是煤矸石综合利用的有效途径之一。3、用自燃煤矸石细集料和掘进矸石细集料混合的次轻煤矸石制备水泥砂浆，能大量利用工业废渣，解决了长期以来煤矸石堆积占用土地的问题，同时也使煤矸石变废为宝，解决了随着建筑量增加建筑用砂短缺的问题。4、有利于固体废弃资源的充分利用，符合国家节能、减排、保护环境的产业政策。

具体实施方式