基于固體廢棄物的礦井充填膠固粉性能研究.pdf

1、隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，對煤炭資源的開采程度逐漸提高，建筑物下、鐵路下、水體下和承壓水上的壓煤的開采成為我國煤礦面臨的亟需解決的問題。煤炭充填開采能夠有效的解決壓煤現(xiàn)狀，充填專用膠結(jié)料作為采礦充填法的主要環(huán)節(jié)之一，在礦井充填開采工藝中占據(jù)了重要地位。目前諸多煤礦類企業(yè)在創(chuàng)造大量經(jīng)濟(jì)效益的同時也產(chǎn)生了大量工業(yè)固廢物，如鹽泥、芒硝、電石渣和粉煤灰等。以委托此項目公司為例，公司每年固體廢棄物產(chǎn)量為：鹽泥500t/年，電石渣40萬t/年，芒硝220

2、00t/年，粉煤灰14萬t/年?？梢?，公司每年的工業(yè)固體廢棄物數(shù)量龐大，根據(jù)電石渣、鹽泥、粉煤灰等工業(yè)廢棄物的化學(xué)成分以及礦物成分看出，他們是重要的資源性的原料，再生利用價值較大。因此把這些固體廢棄物作為礦用膠凝材料的生產(chǎn)原料。
　　本文進(jìn)行了對膠凝材料XRD測試以及圖譜分析、對膠凝材料SEM測試以及圖片分析、對膠凝材料化學(xué)結(jié)合水量測定、對膠凝材料凝結(jié)時間的測試、對膠凝材料力學(xué)性能的測定、對膠凝材料Ca(OH)2含量的測定等一系列

3、工作，旨在從更有效的利用資源角度出發(fā)研究膠凝材料的配合比設(shè)計。為了充分激發(fā)粉煤灰、電石渣、石粉等工業(yè)廢棄物的活性，借助X射線衍射儀（XRD）和掃描電鏡（SEM）等高精度儀器，分析了不同材料、不同摻量制成的膠凝材料的物相組成和微觀結(jié)構(gòu)，并利用凝結(jié)時間、抗壓強(qiáng)度、化學(xué)結(jié)合水量和Ca(OH)2含量等實驗參數(shù)，從定量和定性兩個方面表征了不同材料單一及復(fù)摻對膠凝材料性能的不同影響，提高礦用膠凝材料的實用性能，完成了膠凝材料配合比設(shè)計。
　　

4、實驗所得結(jié)論：粉煤灰定量實驗表明在凝結(jié)時間方面，隨著粉煤灰摻量增加凝結(jié)時間變長；在同一齡期的條件下30％粉煤灰摻量組的抗壓強(qiáng)度與其他摻量組相比最大；化學(xué)結(jié)合水的量最多，能夠生成更多的水化產(chǎn)物；SEM測試表明，添加30%的粉煤灰礦用充填膠固粉的微觀形貌更加密實。石膏實驗結(jié)果：4%摻量的石膏對粉煤灰基膠固粉的促進(jìn)效果最好，該膠凝材料的3d和28d抗壓強(qiáng)度相比未添加石膏的膠固粉分別提高了23.8%、25.2%；隨石膏摻量的增大，凝結(jié)時間隨之增

5、大；摻加4%石膏后膠固粉的水化產(chǎn)物量和其他相比組顯然增大；加入4%石膏的膠固粉具有更加密實的微觀形。鋼渣的實驗結(jié)果：鋼渣摻量的變化對膠固粉性能影響顯著；在相同齡期下，摻量4%鋼渣的膠凝材料能夠生成更多的水化產(chǎn)物，且微觀結(jié)構(gòu)更加致密，抗壓強(qiáng)度最大。電石渣實驗結(jié)果：在凝結(jié)時間方面，電石渣摻量的增大，凝結(jié)時間隨之降低；在抗壓強(qiáng)度方面，1%摻量的電石渣組相比較其他摻量組使膠凝材料的強(qiáng)度最大；能夠生成更多的水化產(chǎn)物；通過SEM觀測表明，膠凝材料的