基于原位交联网络结构的煤基固废固碳材料研究
李嘉峰
杨建威
孙晓冬
冯彦军
姜鹏飞
张镇
李文洲
王涛
王正胜
李明
张群涛
陈惠元
中煤科工开采研究院有限公司,北京 100013;煤炭智能开采与岩层控制全国重点实验室,北京 100013
摘要：为实现煤矿岩层控制、煤基固废综合处置、固碳减碳三重目标,通过设计煤基固废预处理单元、材料生产单元、气体封存单元,对煤矸石、粉煤灰等煤基固废进行破碎和筛分,基于四臂交联剂季戊四醇缩水甘油醚,实现CO2 固定,制备三维原位交联聚合物网络结构材料,开发了原位交联网络固碳方法.基于不同表征手段探究原位交联聚合物网络结构对固废基固碳注浆/充填材料的浆液性能、力学特性、水化产物、微观结构与固碳效率的影响规律,揭示原位交联聚合物网络结构对固废基固碳注浆/充填材料的耦合作用机理.试验结果表明:原位交联网络结构使材料CO2 固定量由 1.29 mg/g增加到 2.17 mg/g,实现了CO2 高效固定.同时,原位交联网络结构加速了材料水化速率,促进了材料水化过程,抗折强度提高 128.8%,抗压强度提高118.4%,材料强度显著提高.结合现场试验结果,具有原位交联聚合物网络结构的固废基固碳注浆材料对煤矿井下注浆/充填工程具有围岩加固、高效固碳、固废处置的三重效果.
关键词：煤矿岩层控制煤基固废综合处置充填/注浆材料CO2固定原位交联网络结构
分类号：TD327(矿山压力与支护)
资助基金：国家自然科学基金(52404126)国家自然科学基金(52304141)天地科技股份有限公司资助项目(2023-TD-MS0013)中煤科工开采研究院有限公司资助项目(KCYJY-2025-MS-02)中煤科工开采研究院有限公司资助项目(KCYJY-2024-QN-04)
论文发表日期：2025-08-31
在线出版日期：2025-09-05（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：17( 136-152 )
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