再生頂板大摻量粉煤灰高水膠結(jié)材料的研究.pdf

1、我國煤炭資源豐富，其分布特點(diǎn)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(jì)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(zāi)，分層開采及煤層采空區(qū)灌漿充填切實(shí)可行的途徑，本論文主要從高水膠結(jié)材料的硫鋁酸鹽水泥制備、石膏-石灰組分設(shè)計(jì)、

2、水固比以及摻合料的摻入入手改善高水膠結(jié)材料的性能，分析各項(xiàng)因素對高水材料的性能的影響規(guī)律，進(jìn)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(jié)材料凝結(jié)時(shí)間、析水率與結(jié)實(shí)率、材料粘度、強(qiáng)度以及內(nèi)部反應(yīng)溫度等各項(xiàng)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(shù)對高水材料固結(jié)體進(jìn)行微觀表征分析，通過上述研究得到如下結(jié)論：
　　（1）硫鋁酸鹽水泥的礦物成分對高水膠結(jié)材料的各項(xiàng)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(jié)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(jié)材料的性能均有不利的影響。其凝結(jié)時(shí)間延長，摻20%水泥C2與不摻的相比，凝結(jié)時(shí)間延長了38%；高水膠結(jié)材料的析水率增大，結(jié)實(shí)率減小；材料的強(qiáng)度降低很多，水泥C2摻量為5%和20%的1d抗壓強(qiáng)度比0%摻量分別降低了26.3%和38.5%；但對降低材料反應(yīng)溫度卻不明顯。
　?。?）石膏的溶解特性對高

4、水膠結(jié)材料的性能有影響。通過實(shí)驗(yàn)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(jié)材料制備用的原材料。
　　（3）不同石膏石灰的比例對高水膠結(jié)材料的凝結(jié)時(shí)間、材料的析水率和結(jié)實(shí)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(jié)材料的凝結(jié)時(shí)間時(shí)間均在15-20min內(nèi)；材料的析水率都不超過2%，結(jié)實(shí)率均在95%以上；對材料的強(qiáng)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(shí)，各項(xiàng)性能

5、趨向最優(yōu)。
　　（4）在水固比相同的條件下，高水膠結(jié)材料凝結(jié)時(shí)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(jié)時(shí)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(jié)材料的析水率和結(jié)實(shí)率的影響不是很明顯。水固比和粉煤灰摻量對高水材料強(qiáng)度和內(nèi)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(shí)，其1d的抗壓強(qiáng)度為2.1MPa，7d為2.8MPa，并且內(nèi)部反應(yīng)溫度由空白組的42.9℃下降至34.9℃。