矸石-廢棄混凝土膠結(jié)充填材料的配比及其聲發(fā)射特征.pdf

1、煤礦充填開采是目前解放“三下”壓煤，控制地表下沉的主要技術(shù)手段，而且它還能從根本上解決固體廢棄物對周圍環(huán)境的危害。但由于充填原材料的不足，嚴(yán)重制約了煤礦充填開采技術(shù)的全面實施。此外，我國每年將會產(chǎn)生大量的廢棄混凝土，長期堆積，既占用土地資源又污染周圍生態(tài)環(huán)境。所以，利用廢棄混凝土制備煤礦膠結(jié)充填材料，使廢棄混凝土變廢為寶，具有重要的實際意義。本文針對矸石-廢棄混凝土膠結(jié)充填材料的配比及其受壓各個階段的聲發(fā)射特征進行了研究。
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2、文首先對煤矸石及廢棄混凝土骨料的顆粒級配、堆積密度、表觀密度、含水率、吸水率及壓碎指標(biāo)值等進行研究。結(jié)果表明：煤矸石及廢棄混凝土細(xì)骨料的顆粒級配相差不大，而粗骨料雖均為連續(xù)粒級，但具有一定的差異性；廢棄混凝土細(xì)骨料和粗骨料的堆積密度、表觀密度小于煤矸石骨料，但其含水率、吸水率及壓碎指標(biāo)值遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于煤矸石骨料。其次，利用單因素分析方法，研究了廢棄混凝土骨料對膠結(jié)充填材料坍落度、擴展度、塑性粘度、屈服應(yīng)力、泌水率、抗壓強度及本構(gòu)關(guān)系的影響。結(jié)

3、果表明：隨著廢棄混凝土細(xì)骨料替代率的增加，充填材料的擴展度大體呈增長趨勢，而坍落度先略有減小后基本穩(wěn)定，塑性粘度及屈服應(yīng)力大體呈上升趨勢，而屈服應(yīng)力的波動范圍較??；隨著廢棄混凝土粗骨料替代率的增加，充填材料的坍落度及擴展度均呈明顯的下降趨勢，塑性粘度及屈服應(yīng)力大體呈上升趨勢；隨著廢棄混凝土細(xì)、粗骨料替代率的增長，充填材料泌水率逐漸減小，抗壓強度大體上表現(xiàn)為先增大后減小的變化規(guī)律，在廢棄混凝土骨料替代率為50％時，抗壓強度達(dá)到其最大值，綜

4、合分析發(fā)現(xiàn)，廢棄混凝土骨料可替代充填材料中30％～70％的煤矸石骨料；以廢棄混凝土為骨料制備的膠結(jié)充填材料，其應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系曲線均由上升階段和下降階段組成，上升階段變化較小，但由于廢棄混凝土骨料的作用使應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系曲線下降階段的波動性較大。再次，運用響應(yīng)面分析法在單因素分析的基礎(chǔ)上選擇了矸石-廢棄混凝土膠結(jié)充填材料的合理配比。結(jié)果表明：廢棄混凝土細(xì)骨料替代率、粗骨料替代率及水泥摻量的添加比例分別為:37％、49％、156 kg/m3；

5、當(dāng)廢棄混凝土粗骨料替代率為40％～50％時，隨著水泥摻量的增加，充填材料坍落度快速減小，而抗壓強度增加趨勢較緩;當(dāng)廢棄混凝土粗骨料替代率在50％以上時，隨水泥添加量的增大，充填材料坍落度減小趨勢逐漸變緩，而其抗壓強度的增長速度較快。最后，研究了不同廢棄混凝土骨料替代率下矸石-廢棄混凝土膠結(jié)充填材料受壓破壞各個階段的聲發(fā)射特征。結(jié)果表明：當(dāng)廢棄混凝土骨料替代率為30％時，膠結(jié)充填材料的振鈴計數(shù)及能率主要集中在彈性階段初期；當(dāng)廢棄混凝土骨料