早強膨脹延遲型注漿封孔材料的實驗研究.pdf

1、煤礦瓦斯問題不斷涌現(xiàn)，解決瓦斯突出問題的措施之一是瓦斯鉆孔抽采，瓦斯鉆孔抽采的效率受封孔質(zhì)量好壞的影響。目前我國煤礦應用最為廣泛的封孔材料是水泥基封孔材料，它價格低廉，效果較好，被廣泛應用，水泥基封孔材料在具有一定優(yōu)勢的同時也存在一定的缺陷，不能完全滿足實際的封孔要求，其中表現(xiàn)最為明顯的缺陷有:煤礦的高濕等條件下早期強度無法滿足工作要求，且凝固硬化時間較長，導致封孔效率下降;同時水泥凝固后會產(chǎn)生收縮現(xiàn)象形成空隙而造成漏氣現(xiàn)象，針對這兩個

2、問題，我們對水泥基封孔材料進行改性處理，將在很大程度上改善封孔材料的封孔質(zhì)量。本文主要進行了以下實驗研究:
　　首先，針對水泥基封孔材料在高濕環(huán)境條件下無法滿足工作要求，且凝固硬化時間較長的問題，對一種復合早強劑進行研究。利用正交實驗組成和配制不同的早強復合劑對水泥基封孔材料早期強度的影響，然后借助掃描電鏡、熱重、X射線衍射等技術(shù)對水泥水化產(chǎn)應及水化反應生成的產(chǎn)物等進行研究分析，研究其微觀結(jié)構(gòu)并總結(jié)其工作機理。經(jīng)實驗研究發(fā)現(xiàn)，組合

3、為:硫酸鈉0.5％、氯化鈉0.5％、三乙醇胺0.05％、AMPS1.0％為最優(yōu)組合，該組合早強劑提高了水泥基封孔材料的強度，其中1 d早強組的早期強度是基準組抗壓強度的438％，3d的強度能提高到219％，早強效果明顯。其機理通過掃描電鏡等測試研究，其復合早強劑并不改變水化產(chǎn)物種類，而是促進水化進程，進而提高水泥的早期強度。
　　其次，針對水泥基封孔材料因收縮生成裂紋而造成漏氣現(xiàn)象的缺陷，對一種微膠囊包覆膨脹劑進行分析和研究?；?/p>

4、微膠囊包裹技術(shù)，對該種膨脹劑進行微膠囊包裹，采用聚丙烯酰胺為囊壁材料，鋁粉為囊芯材料，制取微膠囊型膨脹劑，同時可以滿足強度與膨脹協(xié)調(diào)發(fā)展，摻入水泥0.1％的膨脹型微膠囊，其膨脹效果明顯，延遲膨脹約4h，最后的膨脹率比基準組上升了35.2％。利用掃描電鏡等測試手段，對改性水泥進行分析，結(jié)構(gòu)完整，水化產(chǎn)物密實，使得膨脹能能夠得到合理的利用。
　　將早強組分、膨脹組分進行復配，得到早強膨脹延遲型注漿封孔材料，其組成成分及組成比例分別是: