阅读说明：本技术 一种矿山井下喷浆支护高强度混凝土配比方法 (Proportioning method of high-strength concrete for underground shotcrete support of mine ) 是由 许志逞 于 2019-04-30 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种矿山井下喷浆支护高强度混凝土配比方法,混凝土的组分如下：水、水泥、微硅粉、煤渣灰、山砂、江砂、高强度铁尾砂、重选石子片、超塑化剂、无碱速凝剂、高强度合成纤维、黄药、松醇油以及松香热聚皂,上述组分按照一定的质量配比混合制成高强度混凝土。该方案可以有效的降低混凝土生产成本,提高喷浆支护混凝土的抗压强度、增强混凝土的抗折强度、降低喷射回弹量,有效改善矿岩破碎区域的巷道支护状况,保证安全生产。(The invention relates to a proportioning method of high-strength concrete for underground guniting support of a mine, which comprises the following components: the concrete is prepared from water, cement, silica fume, coal slag ash, mountain sand, river sand, high-strength iron tailings, gravity-separated stone chips, a superplasticizer, an alkali-free accelerator, high-strength synthetic fibers, xanthate, pine oil and rosin thermal-polymerization soap which are mixed according to a certain mass ratio. The scheme can effectively reduce the production cost of concrete, improve the compressive strength of the shotcrete supporting concrete, enhance the flexural strength of the concrete, reduce the jet resilience amount, effectively improve the roadway supporting condition of a mine rock crushing area and ensure safe production.)

一种矿山井下喷浆支护高强度混凝土配比方法

技术领域

本发明涉及一种混凝土制备方法，具体涉及一种矿山井下喷浆支护高强度混凝土配比方法，属于混凝土生产加工技术领域。

背景技术

针对地下矿山井下采矿生产过程中剥离的矿岩状况比较差的情况，需要对矿岩状况较差的区域进行喷浆支护，为保证整体强度，需要提高喷浆支护混凝土的强度，现有技术中关于有很多关于高强度混凝土的介绍，但是现有的技术方案的混凝土强渡不够或者不能满足该方案的要求，因此，迫切的需要一种新的方案解决上述技术问题。

发明内容

本发明正是针对现有技术中存在的问题，提供一种矿山井下喷浆支护高强度混凝土配比方法和方法，该技术方案保证了整体强度，提高了喷浆支护混凝土的强度，在喷浆支护混凝土配比材料中创新加入了一定比例的加密型微硅粉、煤渣灰、高强度合成纤维、良好级配的江砂、高强度的尾矿砂、重选石子片、超塑化剂、无碱速凝剂、黄药、松醇油和松香热聚皂，可以有效的降低混凝土生产成本，提高喷浆支护混凝土的抗压强度、增强混凝土的抗折强度、降低喷射回弹量，有效改善矿岩破碎区域的巷道支护状况，保证安全生产。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下，一种矿山井下喷浆支护高强度混凝土配比方法，其特征在于，混凝土的组分如下：

水、水泥、微硅粉、煤渣灰、山砂、江砂、高强度铁尾砂、重选石子片、超塑化剂、无碱速凝剂、高强度合成纤维、黄药、松醇油以及松香热聚皂，上述组分按照一定的质量配比混合制成高强度混凝土。

作为本发明的一种改进，按照质量比例，所述水、水泥、微硅粉、煤渣灰、山砂、江砂、高强度铁尾砂、重选石子片、超塑化剂、无碱速凝剂、高强度合成纤维、黄药、松醇油以及松香热聚皂的配比如下：

160—180：360—390：23—27；5—8：340—360：340—360；610—650；340—360；3.5—4：1.5—2.0：5—7：5—8：3.5—4：10—13。

作为本发明的一种改进，按照质量比例，所述水、水泥、微硅粉、煤渣灰、山砂、江砂、高强度铁尾砂、重选石子片、超塑化剂、无碱速凝剂、高强度合成纤维、黄药、松醇油以及松香热聚皂的配比如下：168.75:375:25:7.5:351：351:634:351：3.75:1.875:6:7.5:3.75:11.25。

作为本发明的一种改进，所述重选石子片粒径集中在为0.074mm-16mm。

作为本发明的一种改进，所述煤渣灰作为混凝土的掺合料掺入比例为水泥重量的2%。

作为本发明的一种改进，所述速凝剂为Sigunit L5601 AF，化学成分：无机铝复合物盐，粘度＜400mmPa，密度1.44kg/L，PH值2.5，是一种环保无氯、无碱液体速凝剂。

作为本发明的一种改进，所述高强度合成宏纤维使用的为Sika Fiber Force-60,化学成分聚羟烃，密度910Kg/m³，纤维长度为45-60mm，当量直径为0.84mm，抗熔点为170℃，抗拉强度为430MPa，拉伸弹性模数6GPa。

作为本发明的一种改进，黄药掺入量为水泥重量的2%；松醇油的掺入量为水泥重量的1%，密度为0.9~0.915kg/l，微溶于水，所述松香热聚皂在混凝土中加入的松香热聚皂占水泥重量的3%。

相对于现有技术，本发明的技术效果如下：使用该配比，在合理范围内可以有效减少山砂的使用量，完全替代了碎石子，大大降低了混凝土的生产成本，提高了混凝土的降低了喷浆支护的回弹率（喷射混凝土的回弹率由之前的15%-20%降低为了8%-10%），减少了现场作业的粉尘，提高了混凝土的抗变形能力，增强了混凝土的韧性和抗冲击强度，增强混凝土的抗裂性能，可以有效的提高喷浆支护混凝土的抗压强度（抗压强度也由之前的20-25MPa提高到25-30MPa）、增强混凝土的抗折强度、降低喷射回弹量，有效改善矿岩破碎区域的巷道支护状况，保证安全生产。

具体实施方式

：

为了加深对本发明的理解，下面结合具体实施方式对本发明做详细的说明。

实施例1：一种矿山井下喷浆支护高强度混凝土配比方法，混凝土的组分如下：水、水泥、微硅粉、煤渣灰、山砂、江砂、高强度铁尾砂、重选石子片、超塑化剂、无碱速凝剂、高强度合成纤维、黄药、松醇油以及松香热聚皂，上述组分按照一定的质量配比混合制成高强度混凝土，具体配比如下：水、水泥、微硅粉、煤渣灰、山砂、江砂、高强度铁尾砂、重选石子片、超塑化剂、无碱速凝剂、高强度合成纤维、黄药、松醇油以及松香热聚皂的质量比为168.75:375:25:7.5:351：351:634:351：3.75:1.875:6:7.5:3.75:11.25。

详见下表：

高强度喷浆支护混凝土配比（1m³所含骨料重量比）单位（Kg）

混凝土中创新添加加密型微硅粉：微硅粉是一种高活性的火山灰材料，作为混凝土掺和料，本配比中采用的是加密型微硅粉，型号：加密状态—920D，堆积密度：在5 0 0－7 00kg/m³，可以有效改善喷射混凝土强度，粘结性，抗渗透性及减少回弹和扬尘。

增加江砂和高强度铁尾砂作为山砂的替代品：高强度尾矿砂级配中粒径0.074mm~0.25mm的占比较多，填补了山砂粒径0.074mm~0.25mm占比不足的缺点；江砂级配中粒径0.5mm~1.0mm的占比较多，填补了山砂中粒径0.5mm~1.0mm占比不足的缺点；

因此合理控制高强度尾矿砂、江砂和山砂三者的配比，可以有效改善提升混凝土质量,重选石子片、高强度尾矿砂、江砂和山砂四者的级配组合，级配良好，符合欧洲喷射混凝土级配标准。

重选石子片：重选石子片是梅山铁矿选矿工艺中的重选工序中抛出的尾矿石子，粒径集中在为0.074mm-16mm（喷射混凝土要求碎石子粒径不大于16mm）， 主要是考虑到市场采购混凝土石子的成本逐年攀升，从降低生产成本的角度出发尝试在混凝土中引入重选工序中的尾矿石子片，完全替代了石子承担混凝土的骨料作用，且与高强度尾矿砂、江砂和山砂三者的级配组合满足喷射混凝土的级配要求。

煤渣灰：煤渣灰是从公司的热电厂的锅炉烟气中收集回收到得带颗粒的细煤粉末，它的颗粒多数呈现为球形状，表面极为光滑，颜色成灰或者深灰，煤渣灰作为混凝土的掺合料掺入比例为水泥重量的2%，可以小部分的替代水泥，节省水泥和混凝土成本，改善混凝土成品的和易性，提高密实性、抗渗性等。

速凝剂：本发明中使用的速凝剂为Sigunit L5601 AF，化学成分：无机铝复合物盐，粘度＜400mmPa，密度1.44kg/L，PH值2.5，是一种环保无氯、无碱液体速凝剂，具有凝结时间快、强度损失小、回弹率低等优点，消除之前有碱速凝剂，凝结时间长，强度损失大，职工作业环境恶劣的问题；

超塑化剂：本发明中创新加入了新型超塑化剂，使用的为Sika ViscoCrete 3301C，化学成分为一种改性合成聚合物，密度1.06±0.02kg/L，PH值6.0±2，它有不同的机理，通过表面的吸收，具有空间上对水泥颗粒的位组效应，阻断水泥的水化作用，改善混凝土的耐久性。

高强度合成宏纤维：本发明中创新引入了高强度合成宏纤维，使用的为SikaFiber Force-60,化学成分聚羟烃，密度910Kg/m³，纤维长度为45-60mm，当量直径为0.84mm，抗熔点为170℃，抗拉强度为430MPa，拉伸弹性模数6GPa,较钢纤维，高强度合成宏纤维和混凝土有更好的亲和性，极大的提高混凝土的能量吸收，改善混凝土的裂缝衔接能力，特别是大裂缝开口，具有高强度、高耐化学腐蚀性，提高混凝土的耐久性，杜绝了使用钢纤维的腐蚀问题，且完全杜绝了钢纤维刺穿井下用电电缆、电路短路的弊病，且高强度合成宏纤维的泵送性能优于钢纤维，充分发挥的高强度合成宏纤维喷浆混凝土的让压支护的能力，高强度合成宏纤维混凝土实际工作性优于相同的坍落度的钢纤维混凝土普通混凝土。

黄药：黄药为黄色晶体或粉末，掺入量为水泥重量的2%，在混凝土拌合制备时溶于水泥浆液中水解成黄原酸，能够和混凝土中游离的活性很高的氧化镁、氧化钙发生化学反应，形成黄原酸镁、黄原酸钙和水，从而减少游离的活性很高的氧化镁、氧化钙的含量，从而减小游离的氧化镁和氧化钙对混凝土凝结性能的负面影响，促进喷射混凝土的快速凝结和提高终期强度。

松醇油：松醇油是一种淡黄色液体，掺入量为水泥重量的1%，密度为0.9~0.915kg/l，微溶于水，加入混凝土过程中会在空气发生氧化反应，氧化后黏度增加，起泡性强，能形成大小均匀、黏度中等和稳定性的气泡，起到一定引气剂的作用，增加混凝土的含气量，减小混凝土的抗压强度损失率，增强混凝土的坚韧性。

松香热聚皂：在混凝土中加入的松香热聚皂占水泥重量的3%，可以起到使混凝土或砂浆及水泥净浆中产生细小、均匀分布的，而且硬化后保留微气泡的外加剂，能够提升喷射混凝土的使用寿命，优化混凝土的凝结、硬化和耐久性能等特性。

使用该配比，在合理范围内可以有效减少山砂的使用量，完全替代了碎石子，大大降低了混凝土的生产成本，提高了混凝土的降低了喷浆支护的回弹率（喷射混凝土的回弹率由之前的15%-20%降低为了8%-10%），减少了现场作业的粉尘，提高了混凝土的抗变形能力，增强了混凝土的韧性和抗冲击强度，增强混凝土的抗裂性能，可以有效的提高喷浆支护混凝土的抗压强度（抗压强度也由之前的20-25MPa提高到25-30MPa）、增强混凝土的抗折强度、降低喷射回弹量，有效改善矿岩破碎区域的巷道支护状况，保证安全生产。

需要说明的是上述实施例，并非用来限定本发明的保护范围，在上述技术方案的基础上所作出的等同变换或替代均落入本发明权利要求所保护的范围。