锚固水泥 【技术领域】
本发明属于一种水泥建材。
技术背景
铁路、公路、隧道、矿山井基和地下工程复杂，特别在矿区的巷道，由于采深、地质构造复杂，现有的支护材料抗腐蚀能力差，支撑强度逐渐降低，潜伏着事故隐患。为了保障矿工的生命及国家财产安全，开发和推广应用锚杆支护配套技术显得十分必要，其中研制高强锚杆支护材料是开发应用锚杆支护配套技术中的关键所在。
高强锚杆支护材料主要有矿用钢带、锚杆、锚固水泥等。目前用户使用的锚固水泥主要是以普通硅酸盐水泥为主、外掺多种外加剂混合而成。在搅拌过程中，由于各成分难以混合均匀，影响锚固水泥的质量、快凝、早强，其优异性能无法得到保证。中国专利公开了一种“特种锚固水泥”(专利号：94111661.1)，具有快凝、早强、快硬等特点。但由于存在抗硫酸盐，抗复盐侵蚀能力差的原因，因而影响了锚固效果和耐久性，导致质量不稳定等缺点的产生。
【发明内容】
针对上述产品的不足，本发明的目的在于开发一种质量稳定可靠，强度高，凝结时间可控，抗渗性能好，抗硫酸等复盐侵蚀能力强，便于规模化生产的新型锚固水泥。
本发明的目的是这样实现的
一种锚固水泥，是由含量65-87％的铁铝酸盐水泥熟料、5-10％的石灰石、5-10％的无水石膏、3-10％的氯化钙、1-5％的羟甲基纤维素混合后，经球磨机粉磨而成。
其中，铁铝酸盐水泥熟料采用甘肃省景泰景顺特种水泥厂生产的优质铁铝酸盐水泥熟料，该水泥具有快凝、早强、微膨胀、抗裂性能好，耐腐蚀性强等优点；
石灰石，采用甘肃省景泰景顺特种水泥厂生产普通水泥的原料；
无水石膏，采用甘肃省景泰景顺特种水泥厂生产的铁铝酸盐水泥的原料，要求SO3含量大于38％；
氯化钙，可以促进铁铝酸盐水泥地凝结时间，加快水泥水化，提高水泥的早期强度。
羟甲基纤维素，是一种有机聚合物，可以提高水泥的粘结强度、抗剪切力以及锚杆的锚固力。
锚固水泥中的铁铝酸盐水泥熟料中有大量的无水硫酸钙(3CaO·3Al2O3·CaSO4)是铁铝酸盐水泥的主要矿相，在锚固水泥中起到中坚作用。利用其快硬早强、微膨胀特点制成防渗、堵漏锚固水泥。锚固水泥的碱度比硅酸盐水泥中的碱度要低得多，研究表明，无水硫酸钙是个大固溶体，随着固溶离子的不同，可研制出具有特殊性能的特种水泥。
锚固水泥中的矿物无水硫酸钙在水化促进剂的作用下，快速水化，生成C-S-H结构，并吸收大量的水分，在失去水的空隙中，C-S-H的晶体的大量形成，相互交错，形成了坚硬的骨架而产生了早期强度。随着无水硫铝酸钙的水化，带动了硅酸二钙等其它矿物的水化，为水泥的后期强度的增长提供了条件。
本发明与现有技术相比，具有的优点和产生的有益效果是
1、锚固水泥是一种充分发挥各成分的特性的复合水泥。大量试验数据表明：水泥有初凝时间小于5min，终凝时间小于10min，0.5小时的抗压强度超过12Mpa，1小时抗压强度超过22Mpa，中后期强度增长稳定，水泥的各项性能均达到MT219-90《水泥锚杆卷式锚固剂》标准要求；
2、锚固水泥的抗腐蚀能力强。由于铁铝酸盐水泥具有抗渗性能、抗硫酸盐、抗复盐的作用，解决了当前支护材料防腐蚀能力差的问题，在隧道、矿山井巷中表现出极大的实用性；
3、锚固水泥是一种新型的支护工程材料，就其工艺和原材料而言，可以利用原水泥生产企业设备，不需增添额外的机械器件的情况下，可以进行规模生产。与普通水泥相比，投入与产出比尤为显著，可获得可观的经济回报；
4、原料充足，施工方便，有广泛的应用市场。
【具体实施方式】
实施例1，一种锚固水泥是由81％铁铝酸盐水泥熟料、7％石灰石、6％无水石膏、5％的氯化钙、1％的羟甲基纤维素混合后，经球磨机粉磨而成的一种复合水泥。
(一)凝结时间
试验仪器采用GB1346《水泥标准稠度用水量、凝结时间、安定性检验方法》中所规定的仪器及器具。
将300g锚固水泥倒入拌和锅内，加入90g自来水，迅速搅拌均匀，并立即放入圆模，振动数次刮去多余稠浆，抹干后，测定初凝时间为1min，终凝时间为2min；
(二)抗压强度
参照MT219-90《水泥锚杆卷式锚固剂》的试验方法，将锚固水泥2000g倒入拌和锅内，加入600g水，迅速搅拌，立即倒入4×4×16cm水泥砂浆试件，以捣棒夯实20次，并将试模在地面上震动15次，5min后脱模，在养护箱环境温度20℃，相对湿度为75％条件下进行养护，并在以下的龄期进行抗压强度检测，0.5小时的抗压强度为13.5Mpa，1小时的抗压强度为22.2Mpa。
(三)锚固力
参照MT219-90《水泥锚杆、卷式锚固剂》的试验方法，0.5小时测定锚固力为85.4KN。
(四)膨胀性能
将锚固水泥用JC313《膨胀水泥膨胀率试验方法》进行，试体制作后15min拆模测读基数，然后测定各龄期的长度，计算出膨胀率。0.5小时膨胀率为0.029％，1小时膨胀率为0.041％。
实施例2，一种锚固水泥是由72％铁铝酸盐水泥熟料、10％石灰石、10％无水石膏、3％的氯化钙、5％的羟甲基纤维素混合后，经球磨机粉磨而成。
其试验方法、仪器及器具与实施例1同。
通过试验测出：
(一)初凝时间4min，终凝时间8min。
(二)抗压强度0.5小时为10.2MPa，1小时为18.8Mpa。
(三)锚固力为74KN
(四)膨胀率0.5小时为0.029％，1小时为0.041％。