海藻酸钠改性垃圾焚烧底灰-矿渣基胶凝堵漏材料研究
窦国兰
简赫达
仲晓星
秦波涛
刘根
张恬
中国矿业大学煤矿瓦斯与火灾防治教育部重点实验室,江苏徐州 221116;中国矿业大学安全工程学院,江苏徐州 221116
摘要：针对传统矿用水泥基堵漏材料存在的收缩开裂、高能耗及高碳排放的问题,探索采用海藻酸钠(SA)交联金属离子,制备SA改性垃圾焚烧底灰(MSWI-BA)-粒化高炉矿渣(GBFS)基胶凝堵漏材料(SWM).通过抗压强度和凝结时间的测试,确定了最佳水固比为0.4.通过胶凝材料在不同温度下的抗压强度、收缩率及裂缝形貌的分析,探究了 SA改性对胶凝材料的耐高温性能的影响,结果表明SA改性后,胶凝材料的耐高温性得到了改善,受热后改性胶凝材料表面裂缝明显减少,收缩率较改性前最大降低了 26.5％,在400 ℃受热后,剩余抗压强度仍高达17.25 MPa.结合微观形貌、孔结构性能和热分析实验,探究了 SA改性胶凝材料的形成机理,结果表明,SA改性MSWI-BA-GBFS基胶凝堵漏材料通过SA与底物中的Ca2+/Al3+的配位交联与碱激发底物形成的硅铝酸盐共价网络协同作用,细化孔径,减小孔容,在受热后保持基体结构的完整性,从而改善胶凝材料的抗收缩开裂性.堵漏风模拟实验结果表明,水固比0.4的SA改性MSWI-BA-GBFS基胶凝堵漏材料的堵漏性能优于矿用水泥基材料,表现出较好的堵漏性能.SA改性MSWI-BA-GBFS基胶凝堵漏材料的研制不仅为城市垃圾焚烧底灰的资源化利用提供了有效途径,还提供了一种抗压强度高、抗收缩开裂且耐高温的可以完全替代传统矿用水泥基堵漏材料的环保防灭火材料.
关键词：海藻酸钠垃圾焚烧底灰胶凝材料堵漏风防灭火
分类号：TD75(矿山安全与劳动保护)
资助基金：国家自然科学基金(52174213)
论文发表日期：2024-03-28
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( 1475-1487 )
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