鋁酸鹽基超高水充填材料的制備研究.pdf

1、超高水材料充填開采是目前廣泛應(yīng)用的一種充填開采方法，所用超高水材料主要為硫鋁酸鹽基材料，材料來源較為單一。
　　本文以鋁酸鹽類膠凝材料為基礎(chǔ)原料，進行超高水材料研究，以拓展超高水材料的原料來源。通過均勻配方設(shè)計研究各主要原料（鋁酸鹽水泥、石膏、石灰）配比。結(jié)果表明：鋁酸鹽水泥的含量對混合材料有顯著的影響，當其含量在50％-90%，石膏和石灰的量大于5%能夠達到初凝狀態(tài)。固定石膏石灰的比例，調(diào)節(jié)鋁酸鹽水泥的用量，或固定鋁酸鹽水泥用量

2、，調(diào)節(jié)石膏和石灰用量均能達到水固比較高的材料配比。
　　本文對材料的種類及相關(guān)影響因素進行了研究，發(fā)現(xiàn)：鋁酸鹽水泥中有效成分、天然石膏種類、石膏粒徑分布、水溫對混合材料的初凝時間有顯著的影響。混合材料中鋁酸鹽水泥的含量與其有效物質(zhì)CA和CA2的含量有關(guān)。相同條件下，CA和CA2的含量越高，鋁酸鹽水泥在配比中含量越少。天然石膏中，A石膏比B石膏效果好。石膏粒徑分布對材料的混合配比無影響，但對初凝時間有一定影響。石膏粒徑越細，混合材料

3、的初凝時間越小。水溫越接近環(huán)境溫度，混合材料的初凝時間越短。
　　本文著重考察了速凝劑對材料初凝時間的影響。通過對28種外加劑篩選比對，發(fā)現(xiàn)其中的兩種（2號和8號）對混合材料有顯著影響，其最佳摻量分別為4%和4.8%。研究表明：外加劑的陰離子半徑越小、價態(tài)越高，其混合材料的初凝時間越小。同時不同來源的同類外加劑對混合材料的初凝時間有不同的影響，但對最佳摻量無影響。此外，外加劑的摻加方式對混合材料的初凝時間及抗壓強度也有顯著的影響。

4、
　　通過以上研究，最終制得水固比可達10:1（水體積份額達96%以上）的超高水材料。最佳條件下，在水固比分別為10:1、8:1、6:1時，材料7d強度可分別達到0.19MPa、0.31MPa和0.53MPa，強度上達到超高水材料要求。
　　最后，本文對形成的超高水材料的抗壓強度、表觀黏度、抗風化性能進行了分析測試。結(jié)果表明：形成的材料固結(jié)體強度及黏度變化能夠滿足超高水材料的要求，材料的抗風化性能與硫鋁酸鹽基超高水材料類似，