本發明涉及水泥基注漿，具體而言，涉及一種隧道脫空病害治理的高溫活化黃金尾礦的有機-無機復合膠凝材料及制備工藝。
背景技術：
1、隧道在運營過程中，由于其處于復雜的地質環境中，受施工質量、材料收縮、地質變動及車輛荷載等多種因素影響，隧道服役過程中的病害也日益增多，其中在結構類病害中，襯砌結構與圍巖之間極易產生脫空（即空洞）。脫空病害破壞了襯砌與圍巖的共同受力體系，導致襯砌應力集中，進而引發裂縫、滲漏、剝落甚至塌陷等一系列嚴重后果，嚴重威脅隧道結構安全與運營安全。
2、隧道襯砌脫空所使用的注漿材料大致可分為傳統主流注漿材料和高性能與綠色新型注漿材料兩種類型。其中，傳統主流注漿材料又可分為傳統水泥基漿材和化學漿材，傳統水泥基漿材具有注漿成本低、原料范圍廣、注漿技術成熟等優點。然而，目前使用的普通水泥基注漿材料凝結時間慢、流動性差、收縮大、與原襯砌結構粘結性能差，難以滿足脫空治理的長期穩定性要求；化學漿材以環氧樹脂類為例，具有強度大、粘結力強、收縮率極低的優點，但成本昂貴，對潮濕環境敏感性較大，韌性相較于其他類型漿材較差，易發生脆性斷裂等破壞，且其廢棄處理極難，既不腐爛也不降解，又不能被回收利用作為傳統建材，對于水體、土壤等環境污染風險高，潛在的長期風險大。同時，傳統材料多采用天然砂石骨料，不僅消耗大量自然資源，還增加了材料成本。
3、黃金尾礦是金礦開采冶煉過程中產生的工業固廢，年產量巨大，這些尾礦的長期堆積，一方面占用了寶貴的土地資源，另一方面也對環境構成了威脅，可能引發土壤和水體污染。就其資源化利用而言，黃金尾礦的主要成分如二氧化硅、長石等，能有效提升火山灰反應活性，因而有望用作為膠凝材料的摻合料或骨料。但另一方面，其自身活性不足，直接添加會降低膠凝材料的力學強度。
4、近年來，部分研究嘗試通過物理或化學方式提高尾礦活性，例如機械力活化、酸堿改性、堿激發等。但由于黃金尾礦中的惰性礦物含量高，其整體反應性提升有限，難以滿足結構性材料的力學與耐久性要求。為改善黃金尾礦膠凝性能，有研究引入高爐礦渣粉（ggbs）、粉煤灰、硅灰等輔料，但在缺乏有效活化措施的情況下，形成的凝膠相數量依然不足，導致早期強度低、后期強度增長緩慢的問題突出。
5、高溫活化技術被證明能夠有效激發黃金尾礦的潛在火山灰活性，通過600–800℃左右的焙燒，可破壞其中部分長石及黏土礦物的晶格結構，轉化為具有高活性的非晶相，從而顯著增強其在堿性環境下的二次水化能力。然而，僅靠單純的高溫活化仍不能完全解決體系脆性大、開裂風險高、韌性不足等問題。
6、總體來看，現有尾礦基材料普遍存在早期強度不足、收縮大、易開裂、韌性差、抗沖擊性能低、抗滲與耐久性不佳等問題。傳統水泥基體系僅依靠無機膠凝反應，難以同時滿足強度、韌性與耐久性要求；純有機樹脂材料又成本高、變形大，與無機體系的兼容性有限，需要一種將高溫活化黃金尾礦與水泥、礦渣等無機膠凝材料及環氧樹脂、纖維等有機增強組分有機結合的復合體系，以實現高性能、高耐久及高尾礦利用率，為隧道脫空病害治理提供更為綠色、高效、可持續解決方案的綜合目標，因此，提出一種隧道脫空病害治理的高溫活化黃金尾礦的有機-無機復合膠凝材料及制備工藝。
技術實現思路
1、為了解決上述問題，本發明提供一種以高溫活化后的黃金尾礦為核心原料通過構建無機凝膠骨架+有機樹脂互傳網絡+纖維僑聯增強的復合膠凝材料及制備工藝。該材料能夠實現工業固廢的高附加值資源化利用，同時兼具優異的收縮性、密實度、高早期強度、高后期強度和耐久性，且構建了有機-無機復合體系界面，促進高性能膠凝材料的協同增效，能夠更有效持久地治理隧道脫空病害。為了實現上述發明目的，本發明提供了以下技術方案：一種隧道脫空病害治理的高溫活化黃金尾礦的有機-無機復合膠凝材料，由以下成分制成：黃金尾礦粉：300～500份，硅灰：30～80份，水泥：100～200份，ggbs：50～150份，環氧樹脂乳液（含固化劑）：50～150份；纖維：10～30份；硅烷偶聯劑：3～10份；減水劑：5～15份，水：100～200份。
2、作為本發明優選的技術方案，所述黃金尾礦粉為經球磨處理，高溫活化處理后，比表面積不低于400?m2/kg的微粉。
3、作為本發明優選的技術方案，所述水泥為p.o42.5普通硅酸鹽水泥。
4、作為本發明優選的技術方案，所述硅灰sio2含量≥92%，比表面積≥15000?m2/kg。
5、作為本發明優選的技術方案，所述ggbs為s95級粒化高爐礦渣。
6、作為本發明優選的技術方案，所述環氧樹脂乳液為水性環氧樹脂乳液，與配套水性固化劑按質量比2:1和3:1使用。
7、作為本發明優選的技術方案，所述纖維可為pva纖維或玄武巖纖維，優選pva纖維。
8、作為本發明優選的技術方案，所述硅烷偶聯劑為氨基硅烷偶聯劑、環氧基硅烷偶聯劑中的至少一種，優選γ～氨丙基三乙氧基硅烷（kh550）。
9、作為本發明優選的技術方案，所述減水劑為聚羧酸系高性能減水劑，所述水的用量適量，使得漿體的水膠比控制在0.23左右。
10、本發明的第二個方面，提供了一種隧道脫空病害治理的高溫活化黃金尾礦的有機-無機復合膠凝材料的制備工藝，具體地，包括以下步驟：
11、步驟1、將黃金尾礦進行球磨，篩分分級；隨后將其放入箱式馬弗爐中，進行高溫煅燒活化處理。
12、步驟2、將球磨篩分、高溫活化后的黃金尾礦、水泥、硅灰、ggbs、減水劑，在干粉狀態下混合均勻，得到干混物。
13、步驟3、將部分硅烷偶聯劑、水加入所述干混物中，攪拌形成均勻漿體1；
14、步驟4、將環氧樹脂乳液與剩余硅烷偶聯劑混合，攪拌混合均勻，形成均勻漿體2；
15、步驟5、將漿體2加入漿體1中，攪拌混合均勻，形成有機-無機雜化漿體；
16、步驟6、將纖維加入有機-無機雜化漿體中，攪拌至纖維均勻分散，得到復合材料漿體；
17、步驟7、將復合材料漿體成型，并進行養護處理，即得。
18、作為本發明優選的技術方案，所述的球磨機轉速為400r/min，旋轉30min；箱式馬弗爐的溫度設置為750℃、800℃；
19、作為本發明優選的技術方案，所述步驟3中攪拌先低速攪拌30s隨后切換至高速擋，持續攪拌2min，攪拌至漿體應均勻、黏稠且具有一定光澤，無明顯的干粉料團或泌水。
20、作為本發明優選的技術方案，所述步驟4中環氧樹脂乳液與硅烷偶聯劑攪拌需在獨立預混罐中進行。
21、作為本發明優選的技術方案，所述步驟5中的攪拌為高速攪拌，時間為5～8分鐘，攪拌至漿體均勻一致，無水泥團且流動性良好。
22、作為本發明優選的技術方案，所述步驟6中攪拌為低速擋攪拌，攪拌至漿體表面無成束纖維，整體色澤均勻。
23、本發明的第三個方面，提供了上述的復合材料在隧道襯砌背后脫空、空洞及松散區注漿填充治理中的應用。
24、與現有技術相比，本發明的有益效果：
25、（1）本發明以黃金尾礦作為主要膠凝組分，實現了大宗工業固廢的資源化利用，降低了材料成本，緩解了環境污染現狀，符合國家綠色、可持續發展戰略。
26、（2）本發明通過高溫活化，極大地激發了黃金尾礦的潛在活性。其與硅酸鹽水泥、ggbs、硅灰形成了四元復合膠凝體系，在水化過程中產生協同效應，相互促進，產生更多更致密的水化產物，如c～s～h凝膠，使基體結構非常密實，從而獲得高強度和高耐久性。
27、（3）本發明引入環氧樹脂形成了有機-無機互穿網絡結構。環氧樹脂填充了無機水化產物的微觀孔隙和裂紋，有效改善了材料的韌性和抗滲性。硅烷偶聯劑作為橋梁，其一端與尾礦、水泥水化產物等無機材料表面的羥基結合，另一端與有機環氧樹脂結合，極大地增強了有機相與無機相的界面粘結力，解決了相容性問題。
28、（4）本發明加入纖維起到了顯著的橋聯、阻裂和增韌作用，使材料從脆性破壞轉變為塑性破壞，極大地提高了材料的抗折強度、斷裂能和變形能力。
29、（5）本發明制備的復合材料預計具有較高的韌性和優異的抗氯離子滲透、抗凍融等能力，可應用于用于隧道脫空病害治理，確保了治理效果的長期穩定性。