一种纳米自膨胀固化泡沫防灭火材料及其制备方法

技术领域

本发明属于矿井煤自燃防治技术领域，具体的，涉及一种纳米自膨胀固化泡沫防灭火材料及其制备方法。

背景技术

矿井火灾是煤矿主要灾害之一，其中，由于煤岩裂隙漏风导致的煤自燃火灾事故占矿井火灾总数的90％以上。我国新疆、宁夏、内蒙等省还存在大面积的煤田火灾，每年烧损煤量1000～1360万吨，经济损失超过200亿元，因瓦斯抽放漏风和沿空掘进遗留小煤柱压碎漏风引起的煤炭自燃问题也变的十分的突出。由于操作简单，成本较低，渗透性好等特点。国内外通常采用注浆、注氮气、喷洒阻化剂、注凝胶和复合胶体等防灭火技术，但就防治煤炭自燃的综合指标来看，这些技术在发挥其自身优越性的同时都存在某些局限性，难以满足持久堵漏风防治煤自燃的需要。如注浆技术防治矿井煤自燃，所注浆的材料不能向高处堆积、易形成“拉沟”现象，同时用水量大，采动作用下形成二次裂隙；注氮气、喷洒阻化剂等防灭火技术注入防灭火区域的氮气不易在防治区域滞留，不能长时间覆盖包裹在煤体的表面上，其隔氧性较差；注凝胶和复合胶体等防灭火技术，材料成本高，较难大面积广泛使用等。

因此，亟需制备一种防灭火材料及其制备方法，为矿井高效防治煤自燃提供理论支持和科学依据，保证矿井煤自燃的高效防治。

发明内容

针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种纳米自膨胀固化泡沫防灭火材料及其制备方法。本发明提供的一种纳米自膨胀固化泡沫防灭火材料通过向硅酸盐水泥基中加入纳米纤维素、减水剂、膨胀剂，使水泥基防灭火材料具有强度高、耐久性强、自膨胀的特性，从而实现矿井煤自燃高效防治。本发明提供的纳米自膨胀防灭火材料能够更好的满足向高处堆积且覆盖包裹高温煤体进行降温，在灭火材料凝结固化后泡沫孔隙率高，堵漏隔氧、隔热、阻断高温火源区域蔓延、具有一定的抗压强度和耐久性且灭火材料生产成本低，环境友好。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种纳米自膨胀固化泡沫防灭火材料，包括甲料、乙料和水，所述甲料、乙料和水的质量比为1:1:2～2.5；

其中，所述甲料按重量份数计，包括：500～750份水泥，10～15份纳米纤维素，10～15份减水剂；

所述乙料按重量份数计，包括：200～300份石膏、300～450份粉煤灰，20～30份膨胀剂；

所述膨胀剂由铝粉和膨润土组成，且铝粉和膨润土份数比为1：1。

进一步，所述甲料中的纳米纤维素的长度不小于1μm，直径为30～80nm。

进一步，所述水泥采用硅酸盐水泥。

进一步，所述减水剂为聚羧酸减水剂，所述减水剂可利于纳米纤维素在水泥中分散均匀，更利于与水泥相互结合。

进一步，所述粉煤灰的粒度为100～200目，加入一定量的粉煤灰可改善水泥的耐久性。

进一步，所述膨胀剂包括10～15份铝粉和10～15份膨润土。

进一步，所述膨胀剂的粒度为200～400目的铝粉与膨润土两种物质混合而成。所述石膏可提高水泥强度且能延缓水泥凝结时间，防止水泥发生瞬凝现象。

本发明还提供了上述的一种纳米自膨胀固化泡沫防灭火材料的制备方法，包括以下步骤：

步骤1)制备甲料：取所需份数纳米纤维素和减水剂加入烧杯中，混合后先用玻璃棒搅拌，然后用高速均质搅拌机搅拌，使纳米纤维素在溶液中分散均匀，得到混合物悬浊液；取容器1加入所需份数水泥，随后慢慢加入分散均匀后的混合物悬浊液并继续搅拌，静置备用；

步骤2)制备乙料：取所需份数的石膏、粉煤灰和膨胀剂依次加入容器2内并用搅拌机搅拌，静置备用；

步骤3)将制备的甲料、乙料与水按照1:1:2～2.5的比例进行混合并充分搅拌至获得均匀流动的基材，即得所述纳米自膨胀固化泡沫防灭火材料。

进一步的，在制备过程中步骤1)和步骤2)中使用高速搅拌器搅拌时间为3～5min，手动搅拌的时间为1～3min。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

1、本发明提供了一种纳米自膨胀固化泡沫防灭火材料，包括甲料、乙料和水，所述甲料、乙料和水的质量比为1:1:2～2.5；其中，所述甲料按重量份数计，包括：500～750份水泥，10～15份纳米纤维素，10～15份减水剂；所述乙料按重量份数计，包括：200～300份石膏200～300份，300～450份粉煤灰，20～30份膨胀剂。本发明通过向水泥基材料中加入纳米纤维素、减水剂、膨胀剂(由铝粉和膨润土组成)、石膏、粉煤灰，使得新型防灭火材料同时具有强度高、耐久性强、自膨胀的特性且生产成本低，环境友好。强度高、耐久性强可防止在高温条件采动作用下材料出现裂隙以及煤岩固结体有二次裂隙的发育而进入空气；有自膨胀的特性是材料发生膨胀后可在高处堆积，并覆盖包裹在高温煤体的表面以此来堵漏高温煤体，可以隔绝氧气、隔热、阻断高温火源区域蔓延从而进行降温，进而实现矿井煤自燃的高效防治。

2、本发明提供了一种纳米自膨胀固化泡沫防灭火材料，通过加入适量纳米纤维素可以有效提高防灭火材料的强度和耐久性，防止在高温条件下材料出现裂隙以及二次裂隙的发育；因为纳米纤维素具有优异的机械性能、巨大的比表面积、稳定的化学性质，纤维素纳米颗粒能提高水泥基抑燃材料的力学性能、热稳定性能和阻隔性能。通过减水剂的加入可利于纳米纤维素在水泥中分散均匀，更利于与水泥相互结合；同时加入膨胀剂可使防灭火材料发生膨胀堵漏、能膨胀覆盖包裹材料表面从而隔绝氧气和高温火源进行降温，膨胀剂中的铝粉可以与碱性水泥发生反应放出气体，使得凝结固化后材料泡沫孔隙率高，可进一步降温；向水泥基材料中加入石膏、粉煤灰两种物质，石膏可进一步提高灭火材料的强度，而粉煤灰可改善水泥的耐久性。

3、本发明提供了的一种纳米自膨胀防固化泡沫灭火材料可以采用高压喷射注浆的方式向高处喷洒，材料发生膨胀后可在高处堆积，并覆盖包裹在高温煤体的表面以此来堵漏高温煤体，凝结固化后泡沫孔隙率高，可以隔绝氧气、隔热、阻断高温火源区域蔓延从而进行降温；且具有一定的抗压强度和耐久性，防止在高温条件采动作用下材料出现裂隙以及煤岩固结体有二次裂隙的发育而进入空气，有利于实现矿井煤自燃高效防治。此外，所述的纳米自膨胀防固化泡沫灭火材料制备方法简单，便于操作。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是本发明一种纳米自膨胀固化泡沫防灭火材料制备方法的流程示意图。

具体实施方式

为了加深对本发明的理解，下面结合附图对本发明进一步说明，该实施例仅用于解释本发明，并不对本发明的保护范围构成限定。

本发明提供了一种纳米自膨胀固化泡沫防灭火材料及制备方法，其中，包括甲料、乙料组成，所述甲料主要由以下重量份数的成分组成的水泥、纳米纤维素和减水剂混合制备而成：水泥500～750份，纳米纤维素10～15份和减水剂10～15份；所述乙料主要由以下重量份数的成分组成的石膏、粉煤灰和膨胀剂混合制备而成：石膏和粉煤灰共500～750份，其中石膏200～300份、粉煤灰300～450份，膨胀剂中铝粉10～15份、膨润土10～15份；将制得的甲料、乙料和水进行搅拌混合。

进一步，所述甲料中的纳米纤维素的长度不小于1μm，直径为30～80nm；

进一步，所述水泥采用硅酸盐水泥；

进一步，所述所用减水剂为聚羧酸减水剂，所述减水剂可利于纳米纤维素在水泥中分散均匀，更利于与水泥相互结合；

进一步，所述粉煤灰的粒度为100～200目，加入一定量的粉煤灰可改善水泥的耐久性。

进一步，所述石膏可提高水泥强度且能延缓水泥凝结时间，防止水泥发生瞬凝现象。

进一步，所述膨胀剂的粒度为200～400目的铝粉与膨润土两种物质混合而成；

进一步，所述甲料、乙料和水的混合比例为1:1:2～1:1:2.5。

图1是本发明一种纳米自膨胀固化泡沫防灭火材料制备方法的流程示意图。

本发明还提供了上述的一种纳米自膨胀固化泡沫防灭火材料的制备方法，包括以下步骤：

①制备甲料：取所需份数纳米纤维素和减水剂加入烧杯中，混合后先用玻璃棒搅拌，然后用高速均质搅拌机搅拌，使纳米纤维素在溶液中分散均匀，得到混合物悬浊液；取容器1加入所需份数水泥，随后慢慢加入分散均匀后的混合物悬浊液并继续搅拌，静置备用；

②制备乙料：取所需份数的石膏、粉煤灰和膨胀剂依次加入容器2内并用搅拌机搅拌，静置备用；

③将制备的甲料、乙料与水按照1:1:2～2.5的比例进行混合并充分搅拌至获得均匀流动的基材，即得所述纳米自膨胀固化泡沫防灭火材料。

进一步的，在制备过程中步骤①②中使用高速搅拌器搅拌时间为3～5min，手动搅拌的时间为1～3min。

以下结合具体实施例对本发明进行解释说明。

实施例1

一种纳米自膨胀固化泡沫防灭火材料，包括甲料、乙料和水，所述甲料、乙料和水的质量比为1:1:2；

其中，甲料包括500g水泥，10g纳米纤维素，10g减水剂；

乙料包括200g石膏，300g粉煤灰，10g铝粉，10g膨润土。

具体制备方法为：

①制备甲料：取所需份数纳米纤维素和减水剂加入烧杯中，混合后先手动用玻璃棒搅拌1min，然后将混合悬浮液用高速均质搅拌机搅拌3min，使纳米纤维素在溶液中分散均匀；取容器1加入所需份数水泥，随后慢慢加入分散均匀后的混合物(纳米纤维素、减水剂)悬浊液并继续搅拌5min，静置备用；

②制备乙料：取所需份数的石膏、粉煤灰和膨胀剂依次加入容器2内并用搅拌机搅拌3min，静置备用；

③将容器1、2中制备的甲料、乙料和水按照1:1:2的比例进行混合并充分搅拌，确保不会出现结团的现象，获得均匀流动的基材。试验证明：

对实施例1制得的防灭火材料进行性能测试，具体结果如表1所示：

表1

由表1可知，实施例1制得的防灭火材料1d(天)之内可以达到最大抗压强度的40％左右，7d可以达到最大抗压强度的59.1％，最大抗压强度可以达到37.4MPa；28d可以达到抗折强度的峰值，为9.1MPa。具有一定的抗压强度和耐久性，可以防止在高温条件采动作用下材料出现裂隙以及煤岩固结体有二次裂隙的发育进入空气从而引发煤自燃；膨胀倍数可达3～5倍左右，28d其降温能力可达3.2～7.2℃。这是由于膨胀剂发生膨胀覆盖包裹在高温煤体的表面以此来堵漏高温煤体，可以隔绝氧气、隔热、阻断高温火源区域蔓延进行降温且膨胀剂中的铝粉可以与碱性水泥发生反应放出气体，使得凝结固化后材料泡沫孔隙率高，可进一步降温，从而降低煤自燃的发生。综上所述，新型防灭火材料满足强度高、耐久性强、自膨胀的特性。

实施例2

一种纳米自膨胀固化泡沫防灭火材料，包括甲料、乙料和水，所述甲料、乙料和水的质量比为1:1:2；

其中，甲料包括500g水泥，13g纳米纤维素，10g减水剂；

乙料包括200g石膏，300g粉煤灰，10g铝粉，10g膨润土。

具体制备方法为：

取13g纳米纤维素和10g减水剂加入烧杯中，混合后先手动用玻璃棒搅拌1min，然后将混合悬浮液用高速均质搅拌机搅拌3min，使纳米纤维素在溶液中分散均匀；取容器1加入500g水泥，随后慢慢加入分散均匀后的混合物(纳米纤维素、减水剂)悬浊液并继续搅拌5min，静置备用；取200g石膏和300g粉煤灰、10g铝粉以及10g膨润土依次加入容器2内并用搅拌机搅拌3min，静置备用；将容器1、2中制备的甲料、乙料和水按照1:1:2的比例进行混合并充分搅拌，确保不会出现结团的现象，获得均匀流动的基材。

对实施例2制得的防灭火材料进行性能测试，具体结果如表2所示：

表2

实施例3

一种纳米自膨胀固化泡沫防灭火材料，包括甲料、乙料和水，所述甲料、乙料和水的质量比为1:1:2.5；

其中，甲料包括750g水泥，15g纳米纤维素，15g减水剂；

乙料包括300g石膏，450g粉煤灰，15g铝粉，15g膨润土。

具体制备方法为：

取15g纳米纤维素和15g减水剂加入烧杯中，混合后先手动用玻璃棒搅拌1min，然后将混合悬浮液用高速均质搅拌机搅拌3min，使纳米纤维素在溶液中分散均匀；取容器1加入750g水泥，随后慢慢加入分散均匀后的混合物(纳米纤维素、减水剂)悬浊液并继续搅拌5min，静置备用；取300g石膏和450g粉煤灰、15g铝粉以及15g膨润土依次加入容器2内并用搅拌机搅拌3min，静置备用；将容器1、2中制备的甲料、乙料和水按照1:1:2.5的比例进行混合并充分搅拌，确保不会出现结团的现象，获得均匀流动的基材。

对实施例3制得的防灭火材料进行性能测试，具体结果与实施例2相近。

对比例1(不加入纳米纤维素以及减水剂)

一种纳米自膨胀固化泡沫防灭火材料，包括甲料、乙料和水，所述甲料、乙料和水的质量比为1:1:2；

其中，甲料包括500g水泥；

乙料包括200g石膏，300g粉煤灰，10g铝粉，10g膨润土。

具体制备方法为：

取容器1加入500g水泥，不加入纳米纤维素以及减水剂，静置备用；取200g石膏和300g粉煤灰、10g铝粉以及10g膨润土依次加入容器2内并用搅拌机搅拌3～5min，静置备用；将容器1、2中水泥、乙料和水按照1:1:2的比例进行混合并充分搅拌，确保不会出现结团的现象，获得均匀流动的基材。

对对比例1制得的防灭火材料进行性能测试，具体结果如表3所示：

表3

对比例2(纳米纤维素添加量过多)

一种纳米自膨胀固化泡沫防灭火材料，包括甲料、乙料和水，所述甲料、乙料和水的质量比为1:1:2；

其中，甲料包括500g水泥；20g纳米纤维素；10g减水剂；

乙料包括200g石膏，300g粉煤灰，10g铝粉，10g膨润土。

具体制备方法为：

取所20g纳米纤维素和10g减水剂加入烧杯中，混合后先手动用玻璃棒搅拌1～3min，然后将混合悬浮液用高速均质搅拌机搅拌3～5min，使纳米纤维素在溶液中分散均匀；取容器1加入500g水泥，随后慢慢加入分散均匀后的混合物(纳米纤维素、减水剂)悬浊液并继续搅拌3～5min，静置备用；取200g石膏和300g粉煤灰、10g铝粉以及10g膨润土依次加入容器2内并用搅拌机搅拌3～5min，静置备用；将容器1、2中制备的甲料、乙料和水按照1:1:2的比例进行混合并充分搅拌，确保不会出现结团的现象，获得均匀流动的基材。

对对比例2制得的防灭火材料进行性能测试，具体结果如表4所示：

表4

在膨胀剂加入量不变的情况下，由表1、3、4可知，不添加纳米纤维素以及减水剂制得的防灭火材料和添加过量纳米纤维素制得的防灭火材料1d抗压强度仅有10.1MPa和12.3MPa，两者7d可以达到最大抗压强度分别为50.9％、53.5％，而实施例1中防灭火材料1d抗压强度可达15.3MPa，7d可以达到最大抗压强度的59.1％且最大抗压强度也比前两者有了提升最大可达37.4MPa，抗压效果有了明显提升；实施例1中防灭火材料28d可以达到抗折强度的峰值，为9.1MPa，相较不添加纳米纤维素和添加过量纳米纤维素其抗折强度分别提高了56.9％、28.2％，提升是非常显著的，所以实施例1更优。不添加纳米纤维素以及减水剂制得的防灭火材料效果不好是因为：纳米纤维素的尺寸极小，对复合材料中的孔隙有着物理填充的作用，利用纳米纤维素颗粒自身填充到复合材料的孔隙中，可改善复合材料微观上的细微结构；其次，由于微粒小到纳米单位后，晶界数量大幅度地增加，较强的吸附性和活性使材料之间产生更大的物理吸附(范德华力)以及化学吸附(化学键之间的作用力)，从而增强整个复合材料的抗压抗折强度，同时减水剂可利于纳米纤维素在水泥中分散均匀，更利于与水泥相互结合，反之不添加的话效果不好。添加过量纳米纤维素效果不好是因为：纳米纤维素的掺入量越多，水泥砂浆的流动性越差，减水剂加入的量不够分散纳米纤维素，使得纳米纤维素自身产生团聚现象，导致水泥基复合材料的捣实成型更加困难，断裂面则出现了微米级甚至毫米级的孔洞。因为这些孔洞的出现，应力集中首先被破坏，使整个试件强度降低。

对比例3(未加膨胀剂)

一种纳米自膨胀固化泡沫防灭火材料，包括甲料、乙料和水，所述甲料、乙料和水的质量比为1:1:2；

其中，甲料包括500g水泥；10g纳米纤维素；10g减水剂；

乙料包括200g石膏，300g粉煤灰。

具体制备方法为：

取所10g纳米纤维素和10g减水剂加入烧杯中，混合后先手动用玻璃棒搅拌1～3min，然后将混合悬浮液用高速均质搅拌机搅拌3～5min，使纳米纤维素在溶液中分散均匀；取容器1加入500g水泥，随后慢慢加入分散均匀后的混合物(纳米纤维素、减水剂)悬浊液并继续搅拌3～5min，静置备用；取200g石膏和300g粉煤灰依次加入容器2内并用搅拌机搅拌3～5min，静置备用；将容器1、2中制备的甲料、乙料和水按照1:1:2的比例进行混合并充分搅拌，确保不会出现结团的现象，获得均匀流动的基材。

对对比例3制得的防灭火材料进行性能测试，具体结果如表5所示：

表5

在加入相同含量纳米纤维素的情况下，由表1、5可知，没有加入膨胀剂(铝粉和膨润土组成)的防灭火材料无法发生膨胀且不能向高处堆积，28d的降温效果也只有0.6～1.4℃，效果十分不明显，所以实施例1更优。综上所述，同时加入纳米纤维素、膨胀剂等物质可以使新型防灭火材料同时具有强度高、耐久性强、自膨胀的特性，有利于实现矿井煤自燃高效防治。

对比例4(不加入纳米纤维素)

一种纳米自膨胀固化泡沫防灭火材料，包括甲料、乙料和水，所述甲料、乙料和水的质量比为1:1:2；

其中，甲料包括500g水泥；10g减水剂；

乙料包括200g石膏，300g粉煤灰。

具体制备方法为：

取容器1加入500g水泥，随后加入10g减水剂并搅拌3～5min，静置备用；取200g石膏和300g粉煤灰依次加入容器2内并用搅拌机搅拌3～5min，静置备用；将容器1、2中制备的甲料、乙料和水按照1:1:2的比例进行混合并充分搅拌，确保不会出现结团的现象，获得均匀流动的基材。

此实验结果与对比例1实验中结果类似，减水剂的作用只是利于纳米纤维素分散，更利于与水泥相互结合，防止纳米纤维素产生团聚现象而它并不能改善灭火材料的抗压抗折强度、降温性能以及膨胀倍数，因此实验结果与对比例1实验中结果类似。

对比例5(不加入减水剂)

一种纳米自膨胀固化泡沫防灭火材料，包括甲料、乙料和水，所述甲料、乙料和水的质量比为1:1:2；

其中，甲料包括500g水泥；10g纳米纤维素；

乙料包括200g石膏，300g粉煤灰。

具体制备方法为：

取容器1加入500g水泥，随后加入10g纳米纤维素并搅拌3～5min，静置备用；取200g石膏和300g粉煤灰依次加入容器2内并用搅拌机搅拌3～5min，静置备用；将容器1、2中制备的甲料、乙料和水按照1:1:2的比例进行混合并充分搅拌，确保不会出现结团的现象，获得均匀流动的基材。

对对比例5制得的防灭火材料进行性能测试，具体结果如表6所示：

表6

在加入相同含量纳米纤维素的情况下，由表1、6可知，未加减水剂的防灭火材料即表6中各培养天数抗压抗折强度均较实施例1中各培养天数抗压抗折强度略低，表6中最大抗压强度和最大抗折强度仅为33.1MPa和7.1MPa，原因是纳米纤维素的比表面积较大且颗粒之间存在着吸引力，当加入一定量时就会聚集在一起容易发生团聚现象，未加减水剂的防灭火材料，不能充分将纳米纤维素进行分散，从而无法利于纳米纤维素与水泥进行结合，导致最终的防灭火材料的抗压抗折强度没有实施例1中的高。综上所述，实施例1效果更好。

对比例6(膨胀剂过量)

一种纳米自膨胀固化泡沫防灭火材料，包括甲料、乙料和水，所述甲料、乙料和水的质量比为1:1:2；

其中，甲料包括500g水泥；20g纳米纤维素；10g减水剂；

乙料包括200g石膏，300g粉煤灰，20g铝粉，20g膨润土。

具体制备方法为：

取所20g纳米纤维素和10g减水剂加入烧杯中，混合后先手动用玻璃棒搅拌1～3min，然后将混合悬浮液用高速均质搅拌机搅拌3～5min，使纳米纤维素在溶液中分散均匀；取容器1加入500g水泥，随后慢慢加入分散均匀后的混合物(纳米纤维素、减水剂)悬浊液并继续搅拌3～5min，静置备用；取200g石膏和300g粉煤灰、20g铝粉以及20g膨润土依次加入容器2内并用搅拌机搅拌3～5min，静置备用；将容器1、2中制备的甲料、乙料和水按照1:1:2的比例进行混合并充分搅拌，确保不会出现结团的现象，获得均匀流动的基材。

对对比例6制得的防灭火材料进行性能测试，具体结果如表7所示：

表7

由表1、7可知，当加入的膨胀剂(铝粉和膨润土组成)过量时，各养护天数抗压抗折强度均有下降，最大抗压强度和抗折强度分别34.0MPa和7.8MPa与实施例1中数据相比下降10％和14％左右，原因是过量的膨润土的参入降低了水泥材料的水化速率，进而会减弱水泥的水化反应，导致水泥的强度降低，同时，膨润土中的蒙脱石等低强度的粘土矿物遇水后发生膨胀，强度劣化明显，也会引起水泥土强度降低；与过量铝粉同时掺入时，铝粉参与的水化过程会消耗掉部分氢氧化钙，进一步降低了复合水泥材料的强度。28d降温性能较实施例1中的数据降低了1.1～1.7℃且膨胀倍数为2～4倍，原因是过量的铝粉与碱性水泥反应放出气速度过快，导致放出的气体利用率降低，造成防灭火材料的孔隙不均匀、后期防灭火材料膨胀度不够，不能完全包裹住煤体，从而无法完全隔绝氧气和高温，降温效果不如实施例1好。综上所述，实施例1的效果更优。

综上所述，本发明提供了一种纳米自膨胀固化泡沫防灭火材料，通过加入适量纳米纤维素可以有效提高防灭火材料的强度和耐久性，防止在高温条件下材料出现裂隙以及二次裂隙的发育；因为纳米纤维素具有优异的机械性能、巨大的比表面积、稳定的化学性质，纤维素纳米颗粒能提高水泥基抑燃材料的力学性能、热稳定性能和阻隔性能。通过减水剂的加入可利于纳米纤维素在水泥中分散均匀，更利于与水泥相互结合；同时加入膨胀剂可使防灭火材料发生膨胀堵漏、能膨胀覆盖包裹材料表面从而隔绝氧气和高温火源进行降温，膨胀剂中的铝粉可以与碱性水泥发生反应放出气体，使得凝结固化后材料泡沫孔隙率高，可进一步降温；向水泥基材料中加入石膏、粉煤灰两种物质，石膏可进一步提高灭火材料的强度，而粉煤灰可改善水泥的耐久性。通过个组分之间的协同作用，使得新型防灭火材料同时具有强度高、耐久性强、自膨胀的特性且生产成本低，环境友好。强度高、耐久性强可防止在高温条件采动作用下材料出现裂隙以及煤岩固结体有二次裂隙的发育而进入空气；有自膨胀的特性是材料发生膨胀后可在高处堆积，并覆盖包裹在高温煤体的表面以此来堵漏高温煤体，可以隔绝氧气、隔热、阻断高温火源区域蔓延从而进行降温，进而实现矿井煤自燃的高效防治。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。