氟石膏对高水充填材料性能的影响
王雨利
路会娟
杨宇杰
河南理工大学材料科学与工程学院,河南焦作 454003
摘要：充填开采是实现矿山绿色开发的重要途径,其中高水充填材料由于凝结时间短等优点,得到了广泛应用.该材料中 40％的原料是天然硬石膏,主要组成是无水硫酸钙(CaSO4).氟石膏是生产氢氟酸产生的工业固废,其主要组成是Ⅱ型CaSO4,为探究氟石膏(F1,石灰掺量 3％;F2,石灰掺量 5％)对高水充填材料性能的影响,研究在不同试验水温下水胶比(质量比)为 3∶1时,氟石膏掺量对高水充填材料凝结时间及 1、7和 28d抗压强度的影响,同时通过XRD、SEM和TG-DTA研究其水化机理.结果表明在不同试验水温下,随着氟石膏掺量的增加,高水充填材料的凝结时间逐渐增加.随着F1掺量的增加,低掺量对高水充填材料不同龄期的抗压强度影响较小,其掺量高于20％时,高水充填材料 1、7和 28d的抗压强度是逐渐减小的;随着F2掺量的增加,高水充填材料1、7和 28d的抗压强度是逐渐增加的,在不同龄期,与空白组相比,F2掺量 80％,其抗压强度最大增长率为29.7％.微观分析得出高水充填材料的水化产物主要有AFt,Al(OH)3(gel)和CaSO4·2H2O,水化1d后,F2组(F2掺量 80％)的水化速率快、AFt生成量最大,空白组水化速率最小,AFt生成量最小;水化 28d后,3组的AFt生成量相当.同时,基于高水充填材料的水化动力学,分析了氟石膏对高水充填材料水化过程的影响,得出氟石膏可以取代高水充填材料体系中的天然硬石膏,应用于高水充填材料体系.
关键词：硫铝酸盐水泥高水充填材料氟石膏水化机理
分类号：TD353(矿山压力与支护)
资助基金：国家自然科学基金(51678220)
论文发表日期：2023-06-25
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：10( 42-51 )
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