再生頂板大摻量粉煤灰高水膠結材料的研究.pdf

1、我國煤炭資源豐富，其分布特點在于，厚煤層儲、產(chǎn)量很豐富，約占原煤總的儲、產(chǎn)量45％；另外煤礦“三下”壓煤量很大，并且，隨著我國經(jīng)濟持續(xù)發(fā)展，煤炭資源持續(xù)大量的開采消耗，致使“三下”壓煤量占總量的比例越來越大。而對于地下厚煤層以及“三下”煤層的開采，為了防止在開采過程中所引起的地表淪陷，建筑、耕地的破壞，山體滑坡以及采空區(qū)自燃火災，分層開采及煤層采空區(qū)灌漿充填切實可行的途徑，本論文主要從高水膠結材料的硫鋁酸鹽水泥制備、石膏-石灰組分設計、

2、水固比以及摻合料的摻入入手改善高水膠結材料的性能，分析各項因素對高水材料的性能的影響規(guī)律，進而保證了工作面安全穩(wěn)定，提高了煤回采率。
　　論文通過對高水膠結材料凝結時間、析水率與結實率、材料粘度、強度以及內部反應溫度等各項性能的測定來優(yōu)化材料配比，改善高水材料的性能。并利用XRD和SEM現(xiàn)代技術對高水材料固結體進行微觀表征分析，通過上述研究得到如下結論：
　?。?）硫鋁酸鹽水泥的礦物成分對高水膠結材料的各項性能均有影響。C4

3、A3-S/β-C2S相對比值越大，越有利于改善高水膠結材料的性能。故隨著水泥C2摻量的遞增，即β-C2S增加, C4A3-S減少對高水膠結材料的性能均有不利的影響。其凝結時間延長，摻20%水泥C2與不摻的相比，凝結時間延長了38%；高水膠結材料的析水率增大，結實率減小；材料的強度降低很多，水泥C2摻量為5%和20%的1d抗壓強度比0%摻量分別降低了26.3%和38.5%；但對降低材料反應溫度卻不明顯。
　　（2）石膏的溶解特性對高

4、水膠結材料的性能有影響。通過實驗對比得出，無水硬石膏是更適合于本論文所研究的高水膠結材料制備用的原材料。
　?。?）不同石膏石灰的比例對高水膠結材料的凝結時間、材料的析水率和結實率的影響并不是很大，石膏石灰比例從65/35到95/5變化，高水膠結材料的凝結時間時間均在15-20min內；材料的析水率都不超過2%，結實率均在95%以上；對材料的強度影響呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢。根據(jù)整體性能的對比，在石膏石灰比例為80/20時，各項性能

5、趨向最優(yōu)。
　　（4）在水固比相同的條件下，高水膠結材料凝結時間隨粉煤灰參量的增加而延長，在粉煤灰摻量相同的條件下，其凝結時間隨水固比的增大而增加。不同水固比體系下粉煤灰摻量對高水膠結材料的析水率和結實率的影響不是很明顯。水固比和粉煤灰摻量對高水材料強度和內部放熱量的影響較為明顯。在水固比為1:1，粉煤灰摻量為60%時，其1d的抗壓強度為2.1MPa，7d為2.8MPa，并且內部反應溫度由空白組的42.9℃下降至34.9℃。