新型氟石膏基充填材料性能及水化机理研究
王春1
张翼飞2
朱明礼2
任雨蒙2
展帅菲2
1.河南理工大学 能源科学与工程学院,河南 焦作 454000;煤炭安全生产与清洁高效利用省部共建协同创新中心,河南 焦作 4540002.河南理工大学 能源科学与工程学院,河南 焦作 454000
摘要：目的 针对矿山充填材料成本高,工业固废堆积占地等问题,研制了一种含工业固废的新型矿山充填材料.方法 用氟石膏和粉煤灰代替水泥作为胶凝材料,通过正交实验法探究氟石膏基充填材料的最优配比,并对其力学特性、水化产物、水化作用机理和微观结构进行研究.结果 结果表明,最优配比材料充填体的1,7,28 d强度分别可以达到1.41,4.11,6.47 MPa,可满足矿山充填基本要求;膏体坍落度、扩散度、泌水率分别为22.7 cm,42.6 cm,2.58%,膏体流动性较好,便于运输.氟石膏含量、粉煤灰含量和浆料浓度为材料配比中的3个变量因素,其中对充填体1 d强度影响最大的因素为浆料浓度,对充填体7,28 d强度和泌水率影响最大的因素为粉煤灰含量,对膏体坍落度和扩散度影响最大的因素为氟石膏含量.充填体的单轴破坏形式为剪切破坏,破坏后内聚力和内摩擦角分别为2.02 MPa,32.6°.水化产物包含钙矾石、二水硫酸钙和水化硅酸钙凝胶,水化过程中氟石膏固结体由无水相转化为二水相,其中钙矾石和水化硅酸钙凝胶的增多会形成致密结构,有利于提升充填体抗压强度.结论 用氟石膏和粉煤灰替代水泥制备的充填材料具备可行性,且成本较低,固废用量占比90%以上,有显著的经济效益,应用前景广阔.
关键词：氟石膏基充填材料膏体坍落度扩散度泌水率粉煤灰正交实验
分类号：TD803(矿山开采)
资助基金：国家自然科学基金(52274076)中国博士后科学基金资助项目(2023M733279)河南省重点研发与推广专项(科技攻关)项目(222102320011)
论文发表日期：2024-12-28
在线出版日期：2025-08-15（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：9( 185-193 )
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