黄原胶和氧化镁改性黏土-水泥基新型喷涂堵漏风材料的制备及特征
张昊1
胡相明2
王伟3
梁运涛3
王兆喜4
刘金举5
白光星6
赵艳云1
吴明跃1
1.山东科技大学安全与环境工程学院,山东青岛2665902.山东科技大学安全与环境工程学院,山东青岛266590;山东科技大学矿山灾害预防控制省部共建国家重点实验室培育基地,山东青岛2665903.煤科集团沈阳研究院有限公司煤矿安全技术国家重点实验室,辽宁抚顺113122;煤炭科学研究总院,北京1000134.山东能源集团有限公司,山东济南2500145.淄博矿业集团有限公司,山东淄博2551006.淄博祥龙测控技术有限公司,山东淄博255100
摘要：针对传统黏土-水泥喷涂堵漏风材料(CCC)强度差、易开裂、堵漏风效率低的问题,提出经黄原胶(XG)和氧化镁(MgO)改性制备黏土-水泥基新型喷涂堵漏风材料(XM-CCC).通过析水率测试、浆液时变性和流变性试验,确定了0.6的最佳水固质量比和20％(质量分数)最佳黏土掺量.通过力学性能试验和限制膨胀率试验确定了1.5％(质量分数)的XG最佳掺量和5％(质量分数)的MgO最佳掺量,XM-CCC的7d抗压强度达到25.33 MPa、抗折强度达到9.18 MPa,21 d限制膨胀率稳定在0.028％左右.基于此,结合表征手段对XM-CCC的形成机理和堵漏风机理进行探究.结果 表明,XG中羟基、羧基等活性官能团与浆液颗粒表面的Ca2+发生螯合作用,黏土颗粒被束缚在水泥颗粒的水化产物间,促进了XM-CCC力学性能的提升.MgO水化生成的六方板状Mg(OH)2晶体支承在体系的孔隙中,提高了XM-CCC的抵御收缩能力.孔隙结构方面,XG改变了XM-CCC的孔结构,降低了平均孔径;Mg(OH)2晶体充填孔隙,产生的晶体生长压力可以抵御孔隙压力,保持基体不开裂,同时降低了孔隙率;XG与MgO的共同作用使XM-CCC的气体渗透系数仅为1.47×10-12,远低于围岩渗透系数.经济性上,XM-CCC取材方便、制作简单,成本较低,喷涂工艺简单灵活.现场应用结果表明,XM-CCC的涂层均匀、完整,抗开裂与封闭性能较好,具有良好的应用前景.
关键词：喷涂堵漏风材料黄原胶-氧化镁改性孔隙分析微观结构堵漏风机理
分类号：TD752(矿山安全与劳动保护)
资助基金：国家重点研发计划(2018YFC0807900)国家自然科学基金(51674038)国家自然科学基金(51874193)
论文发表日期：2021-06-28
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：13( 1768-1780 )
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