一种矿山道路用固化材料及其制备方法与流程

本发明涉及露天矿道路工程领域，一种矿山道路用固化材料及其制备方法。

背景技术：

1、目前国内的露天矿山道路筑路方法通常为，先使用平路机平整道路，再经压路机压实，该方法成型后的道路质量低，存在路面易损坏、车辆运行速率低、扬尘、卡车轮胎磨损量高等问题。国外露天矿山采用高分子化合物路王浆和黏土矿物联合筑路，通过路面压实过程，形成粘固土石颗粒的有机粘膜，具有提高运输效率、延长路面寿命、减少车辆轮胎磨损等优点，但由于高分子化合物价格昂贵和黏土矿物产地限制无法在国内大面积推广。因此，亟需研发一种经济实用、可大规模推广应用的矿山道路固化材料。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明旨在提供一种矿山道路用固化材料及其制备方法。

2、为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

3、一种矿山道路固化材料，其特征在于，按质量百分比计，主要由主体材料68％-94.7％、改性剂5％-31％和粘结剂0.3％-1％制备而成；所述主体材料为采矿爆堆渣，含有硅酸盐矿物、石英和氧化矿物；所述改性剂为含活性cao质量百分比大于15％的钢渣或粉煤灰；所述粘结剂为合成的环保高分子聚合物，所述环保高分子聚合物具有如式ⅰ所示的结构：

4、

5、进一步地，环保高分子聚合物的分子量为1200万-1700万，m＝10-15万，n＝3-5万，p＝0.5-2万。

6、进一步地，所述钢渣为钢铁冶炼过程中的水淬渣，所述粉煤灰为火力发电的烟尘；所述钢渣或粉煤灰在使用前自然含水质量百分比小于2％。

7、进一步地，所述采矿爆堆渣粒度小于0.15mm，含水质量百分比低于10％。

8、本发明还提供一种上述矿山道路固化材料的制备方法，具体过程为：

9、a1、制备环保高分子聚合物：采用醋酸乙烯酯、丙烯酸和乙烯为主要反应单体聚合原料，加入水和表面活性剂搅拌溶解，然后加入催化剂，在40～60℃条件下搅拌反应5～8h得到无色粘稠状液体，即为环保高分子聚合物；

10、a2、利用步骤a1制得的环保高分子聚合物和主体材料、改性剂混合制备得到矿山道路固化材料。

11、进一步地，所述表面活性剂包括十二烷基磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠中的至少一种。

12、进一步地，催化剂采用过硫酸钾和过硫酸钠的一种或两种。

13、进一步地，醋酸乙烯酯、丙烯酸、乙烯、表面活性剂、催化剂与水的质量比为10～15：3～5：0.5～2：0.01～0.02：0.05～0.10：77.88～86.44。

14、本发明的有益效果在于：

15、1、本发明所提供的矿山道路固化材料原料廉价易得，制备方法简单，适合连续规模化生产，具有较高的推广应用价值。

16、2、本发明中所使用的粘结剂采用醋酸乙烯酯、丙烯酸、乙烯为主要反应单体聚合原料，通过自由基引发催化合成高分子聚合物，分子链上存在大量的酯基(-ococh3)和烷基(-ch2-ch2)，使得固化后的矿山道路具有较好的抗渗水性，同时含有大量的羧基(-cooh)，使已矿山道路产生的小型裂缝在压力作用下可自行闭合，具备裂缝自修复特性，从而可以解决现有矿山露天矿山道路易损坏、车辆运行速率低、卡车轮胎磨损量高的问题。

技术特征：

1.一种矿山道路固化材料，其特征在于，按质量百分比计，主要由主体材料68％-94.7％、改性剂5％-31％和粘结剂0.3％-1％制备而成；所述主体材料为采矿爆堆渣，含有硅酸盐矿物、石英和氧化矿物；所述改性剂为含活性cao质量百分比大于15％的钢渣或粉煤灰；所述粘结剂为合成的环保高分子聚合物，所述环保高分子聚合物具有如式ⅰ所示的结构：

2.根据权利要求1所述的矿山道路固化材料，其特征在于，环保高分子聚合物的分子量为1200万-1700万，m＝10-15万，n＝3-5万，p＝0.5-2万。

3.根据权利要求1所述的矿山道路固化材料，其特征在于，所述钢渣为钢铁冶炼过程中产生的水淬渣，所述粉煤灰为火力发电的烟尘；所述钢渣或粉煤灰在使用前自然含水质量百分比小于2％。

4.根据权利要求1所述的矿山道路固化材料，其特征在于，所述采矿爆堆渣粒度小于0.15mm，含水质量百分比低于10％。

5.一种权利要求1-4任一所述矿山道路固化材料的制备方法，其特征在于，具体过程为：

6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述表面活性剂包括十二烷基磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠中的至少一种。

7.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，催化剂采用过硫酸钾和过硫酸钠的一种或两种。

8.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，醋酸乙烯酯、丙烯酸、乙烯、表面活性剂、催化剂与水的质量比为10～15：3～5：0.5～2：0.01～0.02：0.05～0.10：77.88～86.44。

技术总结本发明公开了一种矿山道路固化材料及其制备方法，按质量百分比计，主要由主体材料68％‑94.7％、改性剂5％‑31％和粘结剂0.3％‑1％制备而成；所述主体材料为采矿爆堆渣；所述改性剂为含活性CaO质量百分比大于15％的钢渣或粉煤灰；所述粘结剂为合成的环保高分子聚合物。本发明所提供的矿山道路固化材料原料廉价易得，制备方法简单，适合连续规模化生产，具有较高的推广应用价值。粘结剂的分子链上存在大量的酯基(‑OCOCH<subgt;3</subgt;)和烷基(‑CH<subgt;2</subgt;‑CH<subgt;2</subgt;)，使得固化后的矿山道路具有较好的抗渗水性，同时含有大量的羧基(‑COOH)，使已矿山道路产生的小型裂缝在压力作用下可自行闭合，具备裂缝自修复特性，从而可以解决现有矿山露天矿山道路易损坏、车辆运行速率低、卡车轮胎磨损量高的问题。技术研发人员：苏秀珠,李国尧,王乾坤,刘全军,池荷婷受保护的技术使用者：紫金矿业集团股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/5/29