煤矿巷道用喷料的抗返碱性能测试方法.pdf

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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202010531269.8 (22)申请日 2020.06.11 (71)申请人 陕西拉发纪新材料科技有限公司 地址 719000 陕西省榆林市高新技术产业 园区榆林大道锦园新世纪12-3-302室 申请人 昆明理工大学 (72)发明人 冯晶陈琳汪俊张益欣常雅 (74)专利代理机构 重庆强大凯创专利代理事务 所(普通合伙) 50217 代理人 李静 (51)Int.Cl. G01N 5/04(2006.01) G01H 17/00(2006.01) (54)发明名称 一种煤矿巷。

2、道用喷料的抗返碱性能测试方 法 (57)摘要 本发明涉及煤矿材料测试技术领域， 具体公 开了一种煤矿巷道用喷料的抗返碱性能测试方 法， 包括以下步骤： 步骤1： 将搅拌均匀的喷料喷 涂在混凝土表面凝固后得试样， 并对试样称重， 后将其放入测试装置中； 步骤2： 向测试装置中通 入二氧化碳、 氧气和水的混合气体， 气流的流速 为80200ml/min， 测试的时间为30100天， 测 试完成后对试样称重。 采用本专利中的测试方法 通过调节测试中温度和混合气体比例， 能够有效 的模拟煤矿立井不同深度位置的环境情况， 从而 得到不同环境下喷料的抗返碱性能结果， 再根据 该结果更好的调整喷料的成分比例。

3、， 从而得到该 环境下抗返碱性能最为优异的喷料。 权利要求书1页 说明书4页 附图1页 CN 111624129 A 2020.09.04 CN 111624129 A 1.一种煤矿巷道用喷料的抗返碱性能测试方法， 其特征在于： 包括以下步骤： 步骤1： 将搅拌均匀的喷料喷涂在混凝土表面凝固后得试样， 并对试样称重， 后将其放 入测试装置中； 步骤2： 向测试装置中通入二氧化碳、 氧气和水的混合气体， 气流的流速为80200ml/ min， 测试的时间为30100天， 测试完成后对试样称重。 2.根据权利要求1所述的一种煤矿巷道用喷料的抗返碱性能测试方法， 其特征在于： 所 述步骤1中的喷料的。

4、成分， 按重量份计， 包括50100份的硼砂、 150500份的水泥、 100 300份的粉煤灰和100200份的碎石煤渣， 喷料中加入有增稠剂。 3.根据权利要求2所述的一种煤矿巷道用喷料的抗返碱性能测试方法， 其特征在于： 所 述增稠剂的质量占喷料总质量的0.52， 所述增稠剂为高分子共聚物。 4.根据权利要求1所述的一种煤矿巷道用喷料的抗返碱性能测试方法， 其特征在于： 所 述步骤1中测试装置包括管式炉、 加热台和气源， 所述加热台上设有水箱， 气源与水箱之间 连通有进气管， 且水箱中的水位高于进气管的底端， 水箱与管式炉之间连接有排气管。 5.根据权利要求1所述的一种煤矿巷道用喷料的抗。

5、返碱性能测试方法， 其特征在于： 所 述步骤2中加热台的加热温度为20100。 6.根据权利要求1所述的一种煤矿巷道用喷料的抗返碱性能测试方法， 其特征在于： 所 述二氧化碳与氧气的质量比为1:99、 3:97、 5:95、 8:92或10:90。 7.根据权利要求1所述的一种煤矿巷道用喷料的抗返碱性能测试方法， 其特征在于： 所 述步骤1和步骤2中对试样称重前对试样进行烘干除水处理。 权利要求书 1/1 页 2 CN 111624129 A 2 一种煤矿巷道用喷料的抗返碱性能测试方法 技术领域 0001 本发明涉及煤矿材料测试技术领域， 特别涉及一种煤矿巷道用喷料的抗返碱性能 测试方法。 背。

6、景技术 0002 煤矿是我国利用较多的资源之一， 煤矿的开采主要为立井开采和露天开采， 其中 露天开采无需建立立井， 但是对环境影响较大容易污染环境； 而地底深处的煤矿开采需要 建造立井以供劳动者和煤矿资源的进出， 而立井煤矿开采出来的煤占我国消耗煤矿的大部 分， 因此立井的建造是重中之重。 通常使用具有特殊性质的喷料用于煤矿立井表面的建造， 从而符合其高强度、 耐腐蚀、 耐水侵蚀、 耐久性和整体性强等特点。 0003 由于大型煤矿的开采年份久， 因此对煤矿立井的使用年限要求极高， 在不同深度 的煤矿立井处其承受着不同类型的应力作用的同时， 还有水气的侵蚀， 在应力和水气以及 喷料本身含有的钠。

7、、 钙等碱性离子， 相互作用在喷料内部形成大量的氢氧化钙(Ca(OH)2)， 氢氧化钙溶于水后保存在喷料中， 这些氢氧化钙除了一部分用于维持溶液的酸碱度外大部 分以晶体的形态存在于喷料中， 而喷料基体水分的蒸发将会导致更多的溶液沿着喷料的孔 隙和裂纹向外渗透， 从而导致喷料外部的氢氧化钙与空气中的水分和二氧化碳反应生成碳 酸钙(CaCO3)(返碱反应)， 碳酸钙的反应和生成都会腐蚀喷料从而导致材料表面裂纹的产 生和生长， 最后导致喷料建筑结构的失效。 因此， 用于煤矿立井建造的喷料应该具有优异的 抗返碱性能， 从而保证煤矿立井的长期安全。 0004 当前的很多煤矿立井较深， 不同位置处的立井壁。

8、喷料所在环境不同， 使其水、 氧和 二氧化碳含量、 应力作用和温度差异较大， 因而不同位置处的返碱反应程度不一， 就需要对 喷料在不同环境下进行抗返碱性能测试， 但目前均是通过肉眼观察， 通过喷涂在巷道上一 段时间后， 观察喷料的外观来判断其抗返碱性能， 这样的方式并不能得到准确的结果。 发明内容 0005 本发明提供了一种煤矿巷道用喷料的抗返碱性能测试方法， 以解决现有的检测方 法并不能准确判断喷料的抗返碱性能。 0006 为了达到上述目的， 本发明的技术方案为： 0007 一种煤矿巷道用喷料的抗返碱性能测试方法， 包括以下步骤： 0008 步骤1： 将搅拌均匀的喷料喷涂在混凝土表面凝固后得。

9、试样， 并对试样称重， 后将 其放入测试装置中； 步骤2： 向测试装置中通入二氧化碳、 氧气和水的混合气体， 气流的流速 为80200ml/min， 测试的时间为30100天， 测试完成后对试样称重。 0009 本技术方案的技术原理和效果在于： 0010 本方案中通过测量喷料试样在测试前后的重量变化， 来判断喷料的抗返碱性能， 得到的测试结果更加准确， 同时通过调节测试中温度和混合气体比例， 能够有效的模拟煤 矿立井不同深度位置的环境情况， 从而得到不同环境下喷料的抗返碱性能结果， 再根据该 说明书 1/4 页 3 CN 111624129 A 3 结果更好的调整喷料的成分比例， 从而得到该环。

10、境下抗返碱性能最为优异的喷料。 0011 由于目前市面上的喷料， 在使用过程中均存在返碱反应， 区别在于返碱速度的快 慢， 而返碱反应由于能够采用肉眼观察， 且在返碱初期， 喷料层是不会直接脱落的， 因此通 常是任由返碱反应进行， 待返碱严重， 喷料层开始脱落时， 再将表面的喷料层剥离后重新喷 涂上喷料即可， 因此在这样的现状下， 目前还没有一种针对喷料抗返碱性能检测的测试方 法， 而本申请中发明人通过设置该测试方法， 不仅能够完成喷料的抗返碱性能检测， 同时还 能够根据检测结果对喷料的组份、 比例等进行优化调整。 0012 进一步， 所述步骤1中的喷料的成分， 按重量份计， 包括50100份。

11、的硼砂、 150 500份的水泥、 100300份的粉煤灰和100200份的碎石煤渣， 喷料中加入有增稠剂。 0013 有益效果： 该成分配比下的喷料在煤矿巷道中使用， 具有良好的抗返碱性能。 0014 进一步， 所述增稠剂的质量占喷料总质量的0.52， 所述增稠剂为高分子共聚 物。 0015 有益效果： 高分子共聚物能够有效的与上述四种无机非金属材料相溶， 具有耐火、 不燃烧， 且抗电解性虽时间的延长而增强， 能够有效阻碍喷料中碱性离子的移动， 从而延缓 返碱反应的发生。 0016 进一步， 所述步骤1中测试装置包括管式炉、 加热台和气源， 所述加热台上设有水 箱， 气源与水箱之间连通有进气。

12、管， 且水箱中的水位高于进气管的底端， 水箱与管式炉之间 连接有排气管。 0017 进一步， 所述步骤2中加热台的加热温度为20100。 0018 有益效果： 该温度通常为煤矿立井下巷道的温度。 0019 进一步， 所述二氧化碳与氧气的质量比为1:99、 3:97、 5:95、 8:92或10:90。 0020 有益效果： 该比例能够有效模拟立井不同深度下， 二氧化碳与氧气的比例。 0021 进一步， 所述步骤1和步骤2中对试样称重前对试样进行烘干除水处理。 0022 有益效果： 这样减少水分对称重的影响， 使检测结果的精确性提高。 附图说明 0023 图1为本发明实施例中使用的测试装置结构示。

13、意图； 0024 图2为本发明实施例16的检测结果。 具体实施方式 0025 下面通过具体实施方式进一步详细说明： 0026 说明书附图中的附图标记包括： 管式炉10、 加热台11、 水箱12、 进气管13、 排气管 14。 0027 一种煤矿巷道用喷料的抗返碱性能测试方法， 其测试的对象为一种煤矿巷道用喷 料， 该喷料成分按重量份计， 包括50100份的硼砂、 150500份的喷料、 100300份的粉煤 灰和100200份的碎石煤渣， 喷料中还加入了消泡专用增稠剂YR-910， 增稠剂的质量占喷 料总质量的0.52。 0028 该测试方法的实施例16的成分与测试参数如表1和表2所示。 00。

14、29 表1为煤矿巷道用喷料及其抗返碱性能测试方法实施13的参数 说明书 2/4 页 4 CN 111624129 A 4 0030 实施例1实施例2实施例3 喷料(重量比)50:150:100:10050:200:130:12080:300:160:130 增稠剂()0.50.81 加热温度()302035 CO2： O21:993:975:95 流速(ml/min)15015080 测试时间(天)305070 0031 表2为煤矿巷道用喷料及其抗返碱性能测试方法实施46的参数 0032 0033 0034 以实施例1为例， 对抗返碱性能测试方法进行详细说明。 0035 一种煤矿巷道用喷料的抗。

15、返碱性能测试方法， 包括以下步骤： 0036 步骤1： 首先将硼砂、 喷料、 粉煤灰和碎石煤渣按照重量比为50:150:100:100的比 例混合， 再加入占喷料总质量0.5的消泡专用增稠剂YR-910与水进行充分搅拌混合， 得到 搅拌均匀的喷料。 本实施例中采用的YR-910增稠剂， 可以与上述四种无机非金属材料相溶， 适用于这类碱性的混合物， 安全、 耐火、 不燃烧， 并且其抗电解性随着时间的延长而增强， 能 够有效阻碍喷料中碱性离子的移动从而延缓返碱反应的发生。 0037 取六块尺寸为602020mm的使用在煤矿巷道内的混凝土， 将搅拌均匀的喷料喷 涂在混凝土的表面， 制成6块喷料试样，。

16、 将试样置于鼓风干燥箱内进行加热吹风凝固后， 称 量试样的重量， 取试样重量的平均值并进行记录， 如表3所示， 将称量后的试样放置于如图1 所示的测试装置中。 0038 其中图1所示的测试装置， 包括管式炉、 加热台和气源， 在加热台上放置有水箱， 管 式炉水平设置， 步骤1得到的6块试样从左至右依次放置在管式炉中， 气源与水箱之间连通 有进气管， 且水箱中的水位高于进气管的底端， 水箱与管式炉的右端连通有排气管， 即气体 从管式炉的右端进入， 从左端流出。 0039 步骤2： 向测试装置通入二氧化碳、 氧气和水的混合气体， 具体为： 将二氧化碳与氧 气按照8:92的比例通入水箱中， 控制气体。

17、的流速为150ml/min， 加热台加热的温度为30， 使得水箱的温度保持在30， 从水箱排出的湿润气体通过管道进入到管式炉中， 使管式炉 中试样表面进行返碱反应， 测试时间为30天。 说明书 3/4 页 5 CN 111624129 A 5 0040 测试完成后， 将试样取出， 并对试样进行烘干除水处理， 再对各试样进行称量， 取 平均值后得到试样的重量， 并进行记录。 0041 实施例26的测试方法与实施例1相同， 区别仅在于如表1和表2所示， 喷料的成分 与测试参数不同， 通过本测试方法检测结果如下图2所示。 0042 从图2中可以得出： 0043 实施例16制备试样， 通过本申请中提供。

18、的测试方法， 得到了试样的抗返碱性能， 图2表示了实施例16制备的试样的质量变化， 其中实施例14和6为检测30天后的质量变 化， 可以看到质量变化速率不超过0.15， 表现出了良好的抗返碱性能， 而实施例5的试样 由于测试时间长， 为100天， 其质量变化速率为0.22， 但也未超过0.25， 依旧能够体现出 良好的抗返碱性能。 0044 另外通过对实施例16的试样进行抗返碱测试， 能够得出实施例6制备的试样， 以 及测试条件下， 其质量变化速率仅为0.07每天， 体现了最佳的抗返碱性能。 0045 以上所述的仅是本发明的实施例， 方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作 过多描述。 应当指出， 对于本领域的技术人员来说， 在不脱离本发明结构的前提下， 还可以 作出若干变形和改进， 这些也应该视为本发明的保护范围， 这些都不会影响本发明实施的 效果和专利的实用性。 本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准， 说明书中的 具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。 说明书 4/4 页 6 CN 111624129 A 6 图1 图2 说明书附图 1/1 页 7 CN 111624129 A 7 。