活化粉煤灰/水泥复合矿用封孔材料的早强性能研究
发布时间：2021-09-18 11:33
随着我国对煤矿安全问题越来越重视,瓦斯突出问题的解决是煤矿安全生产的重中之重。钻孔抽采是瓦斯突出问题的解决措施之一,瓦斯的抽放效率与封孔质量的好坏有着直接联系。水泥基封孔材料是目前瓦斯抽采应用最广泛的封孔材料。但水泥基材料仍存在一些不足之处,难以满足日益增加的井下固水要求。因此,本论文旨在对水泥基材料的早强性能进行相关研究,通过添加矿物掺合料和外加剂对其进行改性处理。在水泥基材料中添加矿物掺合料粉煤灰可以改善材料的相关性能、降低工程成本。但粉煤灰的“二次水化”反应主要发生在水化后期,加入粉煤灰后水泥基材料的早期强度反而下降。纳米Si3N4除了具备纳米材料的小尺寸效应外,还具备良好的力学性能以及化学稳定性。因此,利用纳米Si3N4与粉煤灰进行复合,两者的填充作用和微集料效应可达到协同优化作用。论文首先研究了纳米Si3N4对水泥基材料的影响。实验选择水灰比为0.4（W/C=0.4）,将掺量分别为1%、2%、3%（以凝胶材料质量计）的纳米Si3
【文章来源】：安徽理工大学安徽省
【文章页数】：79 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
水泥浆体水化放热曲线
图 2 水泥水化转变为硬化水泥内部结构Fig1 Cement is transformed into hardened cement internal structure水泥水化过程的放热速率将水化进程概括表示为：钙矾石的生成、C部结构的形成与发展这三个阶段。钙矾石形成：水化放热过程第一个放热峰的出现主要由于水泥熟料石膏（主要化学成分为 CaSO4）的存在时水化形成钙矾石（l2O3.3CaSO4.32H2O）。形成 AFt 后开始水化反应的诱导期，C3S 的放热阶段主要化学反应如下：C A + CH + 12H → C AHC AH + 3CS H + 14H → AFt + CH生成的铝酸钙水化产物（C4AH13）是导致水泥浆体凝结的主要原因增长迅速。虽然 C3A 快速反应生成 C4AH13，但 C4AH13 很快与石成 AFt。当水泥中的石膏消耗完全，浆体中仍存在部分未完全水化的产物 C4AH13 迅速与上述反应生成的 AFt 发生反应生成单硫型铝
图 3 70mmx70mmx70mm 三联模具Fig3 70mmx70mmx70mm Sanlian mould图 4 恒温恒湿水泥养护箱ment curing chamber with constant temperature and
【参考文献】：
期刊论文
[1]三乙醇胺-氢氧化钙对大掺量粉煤灰水泥胶凝体系早期活性激发[J]. 汤青青,张丽娟,孙国文,王彩辉,胡鑫朝. 硅酸盐通报. 2018(09)
[2]粉煤灰在混凝土工程中的应用[J]. 田野. 江西建材. 2018(09)
[3]纳米材料在水泥基材料中的应用研究进展[J]. 李根深,高戈,朱建平,冯春花. 化工新型材料. 2018(06)
[4]粉煤灰综合利用研究进展[J]. 侯芹芹,张创,赵亚娟,赵彬. 应用化工. 2018(06)
[5]Si3N4基复合材料的研究与应用进展[J]. 许珊,胥文婷,张婷. 成都工业学院学报. 2017(01)
[6]纳米TiO2对粉煤灰水泥体系物理力学性能的影响[J]. 马保国,梅军鹏,谭洪波,李海南,欧阳沛. 功能材料. 2016(11)
[7]碳纳米管增韧氮化硅陶瓷复合材料的研究[J]. 徐明,方斌,李祥龙. 齐鲁工业大学学报(自然科学版). 2016(01)
[8]新材料保压式封孔在瓦斯抽采钻孔中的应用[J]. 吉春和,王新坤,王志鹏. 河南理工大学学报(自然科学版). 2015(05)
[9]瓦斯抽采钻孔新型高水材料封孔性能的研究与应用[J]. 宋吴兵,林柏泉,郝志勇,孙炜浩. 煤炭工程. 2015(09)
[10]X射线全谱拟合法在水泥研究中的应用[J]. 甘延玲,金头男,聂光临,崔素萍,郭军. 硅酸盐通报. 2015(07)
博士论文
[1]纳米CaCO3对水泥基材料的作用、机理及应用研究[D]. 钱匡亮.浙江大学 2011
硕士论文
[1]纳米CaCO3对粉煤灰混凝土性能影响及作用机理的研究[D]. 刘磊.哈尔滨工业大学 2014
[2]纳米二氧化硅对水泥基材料性能的影响及作用机理研究[D]. 徐庆磊.浙江大学 2013
本文编号：3400060
【文章来源】：安徽理工大学安徽省
【文章页数】：79 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
水泥浆体水化放热曲线
图 2 水泥水化转变为硬化水泥内部结构Fig1 Cement is transformed into hardened cement internal structure水泥水化过程的放热速率将水化进程概括表示为：钙矾石的生成、C部结构的形成与发展这三个阶段。钙矾石形成：水化放热过程第一个放热峰的出现主要由于水泥熟料石膏（主要化学成分为 CaSO4）的存在时水化形成钙矾石（l2O3.3CaSO4.32H2O）。形成 AFt 后开始水化反应的诱导期，C3S 的放热阶段主要化学反应如下：C A + CH + 12H → C AHC AH + 3CS H + 14H → AFt + CH生成的铝酸钙水化产物（C4AH13）是导致水泥浆体凝结的主要原因增长迅速。虽然 C3A 快速反应生成 C4AH13，但 C4AH13 很快与石成 AFt。当水泥中的石膏消耗完全，浆体中仍存在部分未完全水化的产物 C4AH13 迅速与上述反应生成的 AFt 发生反应生成单硫型铝
图 3 70mmx70mmx70mm 三联模具Fig3 70mmx70mmx70mm Sanlian mould图 4 恒温恒湿水泥养护箱ment curing chamber with constant temperature and
【参考文献】：
期刊论文
[1]三乙醇胺-氢氧化钙对大掺量粉煤灰水泥胶凝体系早期活性激发[J]. 汤青青,张丽娟,孙国文,王彩辉,胡鑫朝. 硅酸盐通报. 2018(09)
[2]粉煤灰在混凝土工程中的应用[J]. 田野. 江西建材. 2018(09)
[3]纳米材料在水泥基材料中的应用研究进展[J]. 李根深,高戈,朱建平,冯春花. 化工新型材料. 2018(06)
[4]粉煤灰综合利用研究进展[J]. 侯芹芹,张创,赵亚娟,赵彬. 应用化工. 2018(06)
[5]Si3N4基复合材料的研究与应用进展[J]. 许珊,胥文婷,张婷. 成都工业学院学报. 2017(01)
[6]纳米TiO2对粉煤灰水泥体系物理力学性能的影响[J]. 马保国,梅军鹏,谭洪波,李海南,欧阳沛. 功能材料. 2016(11)
[7]碳纳米管增韧氮化硅陶瓷复合材料的研究[J]. 徐明,方斌,李祥龙. 齐鲁工业大学学报(自然科学版). 2016(01)
[8]新材料保压式封孔在瓦斯抽采钻孔中的应用[J]. 吉春和,王新坤,王志鹏. 河南理工大学学报(自然科学版). 2015(05)
[9]瓦斯抽采钻孔新型高水材料封孔性能的研究与应用[J]. 宋吴兵,林柏泉,郝志勇,孙炜浩. 煤炭工程. 2015(09)
[10]X射线全谱拟合法在水泥研究中的应用[J]. 甘延玲,金头男,聂光临,崔素萍,郭军. 硅酸盐通报. 2015(07)
博士论文
[1]纳米CaCO3对水泥基材料的作用、机理及应用研究[D]. 钱匡亮.浙江大学 2011
硕士论文
[1]纳米CaCO3对粉煤灰混凝土性能影响及作用机理的研究[D]. 刘磊.哈尔滨工业大学 2014
[2]纳米二氧化硅对水泥基材料性能的影响及作用机理研究[D]. 徐庆磊.浙江大学 2013
本文编号：3400060
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