溫度對(duì)漿體膨脹充填材料性能及結(jié)構(gòu)的影響.pdf

1、我國(guó)煤炭資源豐富且經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)煤炭的依賴性較高，但是煤炭的過(guò)度開(kāi)采所造成環(huán)境問(wèn)題日益突出。同時(shí)隨著火力電廠的大規(guī)模建設(shè)，產(chǎn)生了大量的粉煤灰，對(duì)生態(tài)環(huán)境造成了嚴(yán)重的破壞。
　　綠色充填開(kāi)采逐漸成為煤炭資源的重要開(kāi)采方式。漿體膨脹充填材料是以粉煤灰為基料，以水泥、石灰、石膏等輔料混合而成，具有優(yōu)良的流動(dòng)性、固水性、膨脹性、長(zhǎng)期穩(wěn)定性、高強(qiáng)度等特點(diǎn)，既解決了粉煤灰的利用問(wèn)題，又可用于井下充填，解決煤炭開(kāi)采過(guò)程中造成的環(huán)境破壞問(wèn)題，但是對(duì)材

2、料水化機(jī)理及微觀結(jié)構(gòu)的了解并不深刻，對(duì)進(jìn)一步開(kāi)發(fā)研究造成了制約。
　　為此，本文探討溫度對(duì)漿體膨脹充填材料性能及結(jié)構(gòu)的影響，主要研究工作有：
　?。?）通過(guò)對(duì)漿體膨脹充填材料熱力學(xué)分析，計(jì)算各反應(yīng)進(jìn)行前后的焓變、熵變及吉布斯自由能變化量，判斷各反應(yīng)發(fā)生的可能性，并將各水化反應(yīng)進(jìn)行組合，推斷漿體膨脹充填材料的形成過(guò)程。
　?。?）構(gòu)建粉煤灰及水泥的水化動(dòng)力學(xué)模型，水化過(guò)程分為結(jié)晶成核與晶體生長(zhǎng)、相邊界反應(yīng)及擴(kuò)散3個(gè)過(guò)程。

3、通過(guò)模型可以計(jì)算不同溫度下不同齡期充填體內(nèi)粉煤灰及水泥的水化程度，并對(duì)不同溫度下漿體膨脹充填材料的凝結(jié)時(shí)間、抗壓強(qiáng)度、鈣礬石含量及微觀結(jié)構(gòu)進(jìn)行預(yù)測(cè)。
　?。?）將溫度作為唯一變量，對(duì)不同溫度下的試樣進(jìn)行凝結(jié)時(shí)間、抗壓強(qiáng)度測(cè)試，并進(jìn)行 SEM、XRD及差熱分析。經(jīng)過(guò)觀測(cè)發(fā)現(xiàn)：溫度的提高對(duì)漿體膨脹充填材料的凝結(jié)時(shí)間、前期強(qiáng)度有著積極的影響，但是當(dāng)溫度過(guò)高時(shí)，充填體內(nèi)部的自由水會(huì)流失，使反應(yīng)后期喪失了良好的反應(yīng)環(huán)境，從而導(dǎo)致后期水化速率