功率超声与碱激发协同强化粉煤灰膏体充填材料力学特性实验研究
尹博1
贾晓磊2
黄平平3
连全东4
周楠5
李先峰6
吴祥7
杨瑞宙8
杨晓艳9
1.内蒙古工业大学 资源与环境工程学院,内蒙古 呼和浩特 010051;内蒙古自治区雷达技术与应用重点实验室,内蒙古 呼和浩特 0100512.内蒙古工业大学 资源与环境工程学院,内蒙古 呼和浩特 0100513.内蒙古自治区雷达技术与应用重点实验室,内蒙古 呼和浩特 0100514.鄂尔多斯市国源矿业开发有限责任公司,内蒙古 鄂尔多斯 0103005.中国矿业大学 矿业工程学院,江苏 徐州 2211166.新汶矿业集团有限责任公司,山东 泰安 2712007.内蒙古自治区能源技术中心,内蒙古 呼和浩特 0100988.内蒙古煤矿设计研究院有限责任公司,内蒙古 呼和浩特 0100209.内蒙古自治区计量测试研究院,内蒙古 呼和浩特 010030
摘要：目的 为了解决粉煤灰膏体充填材料早期强度低的缺点,开展超声-碱激发协同改性机理与效果研究.方法 通过单因素试验,分析超声作用时间、超声功率、Na2SiO3浓度和NaOH浓度等改性因素对粉煤灰膏体充填材料1,3,7 d峰值强度的影响.基于响应面法中3因素5水平中心组合设计(CCD)试验对超声-碱激发协同改性参数进行优化分析,进一步研究改性后微观性质变化和超声-碱激发协同改性机理.结果 结果表明,粉煤灰膏体充填材料的峰值强度随超声作用时间、超声功率、Na2SiO3浓度和NaOH浓度增加先增大后减小.4个因素对粉煤灰膏体充填材料峰值强度的影响顺序为Na2SiO3浓度＞超声作用时间＞超声功率>NaOH浓度.超声-碱激发协同实验的最佳测试条件为超声作用时间 28.62 min,超声功率 700 W,Na2SiO3 浓度0.57 mol/L.超声-碱激发协同作用提高了粉煤灰膏体充填材料的峰值强度,其中碱激发起主要作用,功率超声起强化作用.结论 超声-碱激发协同作用进一步提高了粉煤灰膏体充填材料的水化反应速率,增加了水化产物的生成量,降低了材料孔隙率,从而提高了粉煤灰膏体充填材料的力学性能.
关键词：粉煤灰膏体充填材料功率超声碱激发协同效应
分类号：TD32(矿山压力与支护)
资助基金：国家自然科学基金(52264009)内蒙古自治区自然科学基金资助项目(2020LH05006)内蒙古自治区草原英才工程青年创新创业人才项目(2022)内蒙古自治区直属高校基本科研业务费项目(ZTY2023062)
论文发表日期：2026-03-31
在线出版日期：2026-03-04（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：12( 64-75 )
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