阅读说明：本技术 一种掺有稻壳灰的充填材料及其制备方法 (Filling material doped with rice hull ash and preparation method thereof ) 是由 赵文华 谷奇 于 2021-07-07 设计创作，主要内容包括：一种掺有稻壳灰的充填材料及其制备方法,属于充填材料技术领域。充填材料为磨细稻壳灰0～20％,矿渣80％-100％,尾砂/胶凝材料为4-7,水/胶凝材料为1.8-2.5,碱性激发剂为水玻璃和NaOH与水拌和的溶液,模数为1.0-1.5,占胶凝材料重量的4-8％,聚羧酸减水剂占胶凝材料重量的0.5-1％,将胶凝材料和骨料混合后再与溶液混合,就可制得充填料浆。本发明利用稻壳灰的火山灰活性和微集料填充效应,可以有效替代部分矿渣,提高了矿山废石废料的利用率,也达到了充填体的强度要求和流动性要求。该料浆可应用到矿山充填中,具有一定的实用意义。(A filling material doped with rice hull ash and a preparation method thereof belong to the technical field of filling materials. The filling material is 0-20% of ground rice hull ash, 80-100% of slag, 4-7% of tailings/gelled material, 1.8-2.5% of water/gelled material, 1.0-1.5% of alkaline activator which is a solution prepared by mixing water glass, NaOH and water, 4-8% of modulus of the gelled material and 0.5-1% of polycarboxylic acid water reducing agent which is 0.5-1% of the gelled material, and the gelled material and aggregate are mixed and then mixed with the solution to prepare filling slurry. The invention utilizes the pozzolanic activity and the micro-aggregate filling effect of the rice hull ash, can effectively replace partial slag, improves the utilization rate of mine waste rock and waste materials, and also meets the requirements of strength and fluidity of the filling body. The slurry can be applied to mine filling and has certain practical significance.)

一种掺有稻壳灰的充填材料及其制备方法

技术领域

本发明涉及充填材料技术领域，尤其涉及一种掺有稻壳灰的充填材料及其制备方法。

背景技术

我国矿山资源丰富，经过上亿年的地质变化，才缓慢形成，是自然给我们的馈赠。大量的乱采滥挖使矿山出现很多安全隐患，从开始地下开采矿石，留下了众多的采空区。后又逐渐向深部开采，采空区容易坍塌以导致人员的受伤和财产的损失。矿山的安全问题引起我们的重视，解决采空区的安全隐患是一个重要难题。膏体充填，目前被国内外广泛接受，利用矿山固废资源的回收再利用，形成新的材料充填，解决了安全问题也达到了资源充分利用，绿色环保和节能减排。水泥一直作为充填体的首选材料，本发明利用矿渣，尾砂，矿山固废材料，达到了就地取材，节省时间和运输成本。

水稻原产自中国和印度，全世界近一半人口以大米为主食，年产稻谷两亿余吨。将稻壳洗净烘干，置于炉中燃烧，脱碳后得到稻壳灰，具有一定活性。稻壳灰为燃烧过的生物质灰，是有效的矿物掺料，在建筑行业开始对其进行研究和探索新材料。在混凝土中得到了验证，提高了混凝土强度，不同掺量的稻壳灰产生的效果和影响程度不同。

我国生产水泥要使用大量的煤，黏土和石灰石，造成大量不可再生的资源的使用消耗，还会产生有毒气体对大自然造成污染。目前，研究出的碱激发矿渣可达到水泥强度，我们可以利用这些固废材料做出达到效果的充填体，此发明具有实际意义。细粒径的稻壳灰对碱激发矿渣进行取代，可起到粘结作用，稻壳灰具有微集料效应，可以更好的提高强度，改善材料的性能。

发明内容

发明目的：针对现有技术中的不足,本发明的目的在于提供一种掺有稻壳灰的充填材料及其制备方法，本发明是对资源的充分利用，解决矿山采空区问题。

技术方案：本发明需要磨细稻壳灰。

表1稻壳灰的化学成分(％)。

研磨：原状稻壳灰放入球磨机中磨至20～25min，得到细粒径稻壳灰备用。

矿渣为S95矿渣微粉。

表2矿渣的化学成分(％)。

骨料为矿山尾砂。

表3尾砂的化学成分(％)。

NaOH为市售氢氧化钠分析纯固体颗粒。

水玻璃为市售水玻璃。

减水剂为聚羧酸型高性能减水剂。

一种掺有稻壳灰的充填体及其制备方法，包括以下步骤：

(1)将制作材料按重量比例称量，其中胶凝材料的重量百分比分别为磨细稻壳灰0-20％，矿渣80-100％；

(2)其中碱性激发剂占胶凝材料重量的4-8％，模数为1.0-1.5，聚羧酸减水剂占胶凝材料重量的0.5-1％，水/胶凝材料为1.8-2.5；

(3)尾砂作为骨料，尾砂/胶凝材料为4-7；

进一步的，所述的掺有稻壳灰的充填材料，所需的稻壳灰为原状稻壳灰放入球磨机中磨至20-25min，得到的细粒径、高活性稻壳灰，矿渣为S95级矿渣。

进一步的，所述的掺有稻壳灰的充填材料，所需的碱性激发剂为水玻璃先与NaOH搅拌溶解，然后加入水与减水剂混合的溶液。

进一步的，所述的掺有稻壳灰的充填材料，所述充填材料中的尾砂采用较细的尾砂。

进一步的，所述的掺有稻壳灰的充填材料，将胶凝材料和骨料混合后再与溶液混合，就可制得充填料浆。

有益效果：稻壳灰进行处理后，细度改善，二氧化硅含量增加，与未处理的稻壳灰相比，更加优良。加入稻壳灰后充填体孔隙率降低，减少空隙，改善密实性，强度增加。在充分利用原场地材料的情况下，达到了一定的强度要求和改善环境，达到绿色环保，利于工业生产。本材料未使用水泥，水泥对环境不利，使用了新的材料配置，节能，节省资源，还具有一定的创新研究。

表4充填体配比。

附图说明

图1为稻壳灰充填体各龄期抗压强度曲线图。

具体实施方式

本发明的一种掺有稻壳灰的充填材料是将稻壳灰、矿渣、尾砂、碱性激发剂按照质量百分比混合而成。其制备方法是将稻壳灰、矿渣、尾砂搅拌均匀；水玻璃先与NaOH搅拌溶解，然后加入水与减水剂混合的溶液；将胶凝材料和骨料混合后再与溶液混合，就可制得充填料浆。

实施例1：

本实施例提供一种掺有稻壳灰的充填体，具体的配比为：一份矿渣，六份尾砂，模数1.0、占胶凝材料重量的4％的NaOH和水玻璃，水/胶凝材料为1.8。

实施例2：

本实施例提供一种稻壳灰矿渣充填体材料，具体的配比为：一份95％矿渣和5％稻壳灰，六份尾砂，模数1.0、占胶凝材料重量的4％的NaOH和水玻璃，水/胶凝材料为1.8。

实施例3：

本实施例提供一种稻壳灰矿渣充填体材料，具体的配比为：一份90％矿渣和10％稻壳灰，六份尾砂，模数1.0、占胶凝材料重量的4％的NaOH和水玻璃，水/胶凝材料为1.8。

实施例4：

本实施例提供一种稻壳灰矿渣充填体材料，具体的配比为：一份85％矿渣和15％稻壳灰，六份尾砂，模数1.0、占胶凝材料重量的4％的NaOH和水玻璃，水/胶凝材料为1.8。

实施例5：

本实施例提供一种稻壳灰矿渣充填体材料，具体的配比为：一份80％矿渣和20％稻壳灰，六份尾砂，模数1.0、占胶凝材料重量的4％的NaOH和水玻璃，水/胶凝材料为1.8。

有益效果：

稻壳灰充填后比较纯矿渣充填强度有所提高。

稻壳灰越细，粘聚性好，充填体强度越高。

稻壳灰作用机理分析：

稻壳灰粒径较细，具有微集料和火山灰性质，与氢氧化钙反应，生成水化产物。细粒径的稻壳灰可以填充在充填体结构中，使得充填体结构密实并增加强度。

矿渣作用机理分析：

矿渣水化后生成沸石类矿物和水化硅酸钙凝胶，具有粘聚性，包裹在尾砂表面，生成团聚物。随着时间和龄期的增长，不断生成水化产物填充孔隙。