无机固化膨胀充填材料特性实验研究

发布时间：2017-04-06 06:08

  本文关键词：无机固化膨胀充填材料特性实验研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：我国煤层自燃火灾十分严重。矿井煤层自然发火的主要原因之一，是由于采空区或巷道等区域漏风造成的。为了防止煤层自燃或者有害气体扩散而影响安全生产，常常需要对煤矿井下工作面巷道密闭、废旧巷道、松散煤体、漏风裂隙等区域进行充填堵漏风，从而将易自燃区或有害气体源进行隔离，进一步确保矿井安全生产。 本文根据巷道漏风通道封堵的重要性，结合目前国内外用于矿井工作面巷道密闭充填堵漏材料的特点，开发出一种以粉煤灰和水泥为骨料的新型无机固化膨胀充填材料，研究了无机固化膨胀充填材料各组成部分及其比例，以及对材料性能的影响。结果表明：当骨料中粉煤灰与水泥比例为1:4，水灰比为0.55，其它外加剂组成部分中发泡剂为3.5%，，激发剂为0.4%，聚丙烯纤维为0.4%，减水剂为0.4%，控制料浆的温度在15~25℃时，材料的凝结速度和膨胀速率基本一致；膨胀倍数为2~3倍，抗压强度达到3~6MPa；是一种集无毒、封堵、膨胀、抗压于一体的新型有效封堵漏风通道的矿用防灭火材料。 此外，在防灭火成套技术及装备研究的基础上，研究出适用于无机固化膨胀充填材料的装备系统；此种系统将目前充填密闭的井下主要工作量转移至地面完成，通过地面灌浆系统将灌浆充填材料按比例混合后利用灌浆管网将混合浆液输送至井下密闭内，一次性直接充填加固封堵完成；最后，对无机固化膨胀充填材料的充填堵漏效果进行了小型工业试验测试，主要测试了其堆积性、固化性、膨胀及抗压性等性能，取得了良好的效果，为无机固化膨胀充填材料的广泛应用奠定基础。
【关键词】：自燃 充填密闭 初凝时间 膨胀倍数 抗压强度
【学位授予单位】：西安科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TD752.2
【目录】：

• 摘要2-3
• ABSTRACT3-8
• 1 绪论8-16
• 1.1 研究背景和意义8-10
• 1.1.1 研究背景8-9
• 1.1.2 研究目的及意义9-10
• 1.2 国内外充填堵漏材料研究现状10-13
• 1.2.1 无机固化封堵材料10-11
• 1.2.2 有机封堵材料11-12
• 1.2.3 胶体封堵材料12-13
• 1.3 研究目标及内容13-14
• 1.4 研究方案和技术路线14-16
• 1.4.1 研究方案14
• 1.4.2 技术路线14-16
• 2 实验原材料、设备及试验方法16-25
• 2.1 原材料16-21
• 2.1.1 水泥16-17
• 2.1.2 粉煤灰17-19
• 2.1.3 发泡剂19-20
• 2.1.4 激发剂20
• 2.1.5 纤维20
• 2.1.6 减水剂20-21
• 2.2 仪器设备21
• 2.3 无机固化膨胀充填材料试块的制备方法21
• 2.4 无机固化膨胀充填材料性能测试参数21-25
• 2.4.1 流动性测试22
• 2.4.2 初凝时间测试22-23
• 2.4.3 抗压强度测试23
• 2.4.4 膨胀倍率测试23
• 2.4.5 收缩率测试23-25
• 3 原料组分对材料性能影响的实验研究25-35
• 3.1 无机固化膨胀充填材料的成型机理25
• 3.2 水灰比对材料性能的影响25-28
• 3.3 粉煤灰对材料性能的影响28-29
• 3.4 发泡剂对材料性能的影响29-31
• 3.5 激发剂对材料性能的影响31-33
• 3.6 减水剂对材料性能的影响33-34
• 3.7 小结34-35
• 4 无机固化膨胀充填材料影响因素的实验研究35-48
• 4.1 水泥复配体系对材料性能的影响35-37
• 4.2 粉煤灰的研磨对材料性能的影响37-39
• 4.3 温度变化对材料性能的影响39-41
• 4.4 聚丙烯纤维对材料性能的影响41-44
• 4.4.1 聚丙烯纤维长度对性能的影响41-42
• 4.4.2 聚丙烯纤维掺量对性能的影响42-44
• 4.5 无机固化膨胀充填材料的优化配方44
• 4.6 浸泡对材料性能的影响44-46
• 4.7 小结46-48
• 5 无机固化膨胀充填材料工艺及设备研究48-54
• 5.1 充填材料工艺及模具选择48-49
• 5.1.1 充填工艺及对充填模具的要求48-49
• 5.1.2 玄武岩纤维布软膜性能49
• 5.2 充填材料压注设备结构及工作原理49-50
• 5.3 充填材料压注设备的主要系统50-51
• 5.4 充填材料压注设备功能及基本参数51-53
• 5.5 小结53-54
• 6 无机固化膨胀充填材料小型工业试验54-59
• 6.1 工业性试验目的及内容54
• 6.2 实验材料及装备54-55
• 6.3 实验流程及步骤55-57
• 6.4 试验效果检验57-58
• 6.5 小结58-59
• 7 主要结论及展望59-61
• 7.1 主要结论59-60
• 7.2 展望60-61
• 致谢61-62
• 参考文献62-65
• 附录65

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 孙文博,李家和,张志春;陶粒泡沫混凝土强度及其影响因素研究[J];哈尔滨建筑大学学报;2002年03期

2 葛兆明,李仁福,林金兰;粉煤灰活化与活化粉煤灰强度效应[J];哈尔滨建筑大学学报;1997年06期

3 詹炳根;郭建雷;林兴胜;;玻璃纤维增强泡沫混凝土性能试验研究[J];合肥工业大学学报(自然科学版);2009年02期

4 田斌;高水固化材料与尾砂用于胶结充填[J];化工矿物与加工;1999年02期

5 张子明,周红军,赵吉坤;温度对混凝土强度的影响[J];河海大学学报(自然科学版);2004年06期

6 亢景付;水泥混凝土的塑性收缩及聚丙烯纤维阻裂增韧机理探讨[J];混凝土;2003年01期

7 李爱民,隆威;轻质速凝堵漏注浆材料试验研究[J];混凝土;2003年04期

8 王文霞;王建平;朱琳琳;张甜;李森兰;王利亚;;粉煤灰泡沫水泥抗压强度影响因素的研究[J];混凝土;2010年12期

9 李娟,王武祥;改善泡沫混凝土吸水性能的研究[J];混凝土与水泥制品;2001年05期

10 徐精彩,许满贵,邓军,葛岭梅;基于煤氧复合过程分析的自然发火期预测技术研究[J];火灾科学;2000年03期

  本文关键词：无机固化膨胀充填材料特性实验研究，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：288378