煤矿三元复合胶体防灭火材料的制备与性能研究

发布时间：2019-11-19 22:19

【摘要】：用快硬硫铝酸盐水泥、大掺量粉煤灰、水玻璃,外加悬浮剂,一步混合法制备了三元复合胶体防灭火材料,研究了该材料的凝结时间、抗压强度和阻化性能,观察了微观形貌,探讨了胶凝机理。结果表明,材料胶结体的初凝时间在1~30 min范围内可控,并具有良好的早期抗压强度;60℃阻化率达90%,70℃达80%,80℃不低于75%;胶结体内部存在大量絮凝状的C-S-H凝胶,且与粉煤灰胶连,结构密实。工业实验表明该防灭火材料具有良好的防灭火效果。
【图文】：

防灭火,初凝时间,水胶比,固相

的煤样分别装入反应管内，塞紧进、排气管和反应管后放入水浴槽中加热，加热至设定的相应温度后恒温1h。经恒温后在排气管口取气体样本，用CTH-1000型CO检测报警仪测试CO的含量。阻化率的计算公式如下阻化率(%)=原煤样CO(×10－6)－阻化样CO(×10－6)原煤样CO(×10－6)×100%(1)2．4．4微观形貌观察防灭火材料固结体断面观察使用扫描电镜，SEM，JSM-6390LV，日本电子株式会社。3结果与讨论3．1材料配比对防灭火材料凝结时间的影响按照表2的配合比测定防灭火材料的初凝时间和终凝时间，实验结果见图1和2。从图1和2可以看出，在固相比相同的条件下，随着水胶比的增加，材料胶结体的初凝和终凝时间都在变长;在水胶比相同的条件下，材料胶结体的初凝和终凝时间随着固相比的增加呈“马鞍形”变化。图1水胶比和固相比对防灭火材料初凝时间的影响Fig1Effectofwater-binderratioandcomponentratioinfirepreventionandextinguishingmaterialoninitialsettingtime图2水胶比和固相比对防灭火材料终凝时间的影响Fig2Effectofwater-binderratioandcomponentratioinfirepreventionandextinguishingmaterialonfinalsettingtime究其原因，在固相比相同的条件下，是由于水胶比大的浆料中添加的水多，使得浆料变稀，初凝和终凝时间变长;在水胶比相同的条件下，是由于粉煤灰火山灰活性低，在浆料水化硬化初期，主要表现出微集料效应和颗粒形态效应，而火山灰活性效应表现较少。在m(FA)/m(C)较低时，Ｒ．SAC中的矿物组分能够快速水化硬化，，且水玻璃能与水化产物Ca(OH)2反应，生产C-S-H凝胶，所以浆料凝结时间较短。随着粉煤灰含量的增加，由于粉煤灰的颗粒形态效应，使其在浆体中起到润滑、滚动作用［11-12］，且粒

颗粒形态,防灭火,终凝时间,水胶比

JSM-6390LV，日本电子株式会社。3结果与讨论3．1材料配比对防灭火材料凝结时间的影响按照表2的配合比测定防灭火材料的初凝时间和终凝时间，实验结果见图1和2。从图1和2可以看出，在固相比相同的条件下，随着水胶比的增加，材料胶结体的初凝和终凝时间都在变长;在水胶比相同的条件下，材料胶结体的初凝和终凝时间随着固相比的增加呈“马鞍形”变化。图1水胶比和固相比对防灭火材料初凝时间的影响Fig1Effectofwater-binderratioandcomponentratioinfirepreventionandextinguishingmaterialoninitialsettingtime图2水胶比和固相比对防灭火材料终凝时间的影响Fig2Effectofwater-binderratioandcomponentratioinfirepreventionandextinguishingmaterialonfinalsettingtime究其原因，在固相比相同的条件下，是由于水胶比大的浆料中添加的水多，使得浆料变稀，初凝和终凝时间变长;在水胶比相同的条件下，是由于粉煤灰火山灰活性低，在浆料水化硬化初期，主要表现出微集料效应和颗粒形态效应，而火山灰活性效应表现较少。在m(FA)/m(C)较低时，Ｒ．SAC中的矿物组分能够快速水化硬化，且水玻璃能与水化产物Ca(OH)2反应，生产C-S-H凝胶，所以浆料凝结时间较短。随着粉煤灰含量的增加，由于粉煤灰的颗粒形态效应，使其在浆体中起到润滑、滚动作用［11-12］，且粒子表面吸附而出现的双电层结构加强了润滑作用，变相提高了浆料的水胶比，使浆料在m(FA)/m(C)=0．8时凝结时间最长。当m(FA)/m(C)＞0．8时，粉煤灰主要以物理填充作用参与浆料的水化硬化过程，浆料变稠，凝结时间变短。随着龄期的增长，浆料中的粉煤灰在水玻璃激发剂的作用下，活性提高，出现了一定程度的水化反应。粉煤灰中的硅铝质玻璃相发生解聚作用，Si—O和Al

【参考文献】