矿用充填材料发泡水泥的抗压强度及稳定性优化研究

发布时间：2020-06-03 12:57

【摘要】：由于整合或重组煤矿地质条件不清,乱采滥挖留下了许多后遗症,采掘工作面频繁穿越旧巷、老巷或空巷成了主要的难题,成为矿井安全管理的必修课,如果旧巷、老巷管理工作不够充分,会出现窒息、透水、顶板冒落、瓦斯涌出等事故,如何处理老巷、空巷成为了攻关的棘手难题。注浆填充是治理采空区和老巷空巷的重要方法,而注浆材料作为注浆技术的关键环节之一,其性能好坏直接影响充填工程的质量。本文对低密度泡沫水泥的研究,旨在为充填注浆领域提供一种新型轻质充填材料。文中制备的低密度泡沫水泥是以硫铝酸盐水泥为基料,掺有偏高岭土和其它外加剂,最终获得抗压强度高,稳定性强、干密度小的超低密度泡沫水泥材料。通过调整水泥中矿物掺料比例和实验水灰比,验证偏高岭土和水灰比对泡沫水泥抗压强度的作用规律;调整发泡液中稳泡剂浓度,提高泡沫稳定性;控制外加剂类型和用量,保证泡沫水泥内部气孔均匀分布等。最终结合各组试验结论,整合出各掺料和外加剂的最佳配比。再对最终配方制成的泡沫水泥的流动性、干密度、初凝时间和膨胀倍数等指标进行测量,保证其满足注浆工艺要求,并进一步精确该配方下的用料成本。
【图文】：

工程硕士专业学位论文理发泡法和化学发泡法。物理发泡法也叫预发泡法或混泡法，先将泡沫剂制成一定浓度的发泡液，经发泡机注入气体发泡或发泡剂机械搅拌进行发泡，然后将制备好的泡沫加入搅拌好的水泥浆中并混合均匀，对应生产工艺流程如图 1-1 所示。这种制备方法通过调整泡沫掺量控制成品密度，生产方式适用性强，一般用于场地现浇，但是在搅拌过程中受泡沫稳定性影响，往往消泡严重、稳定性能不佳，最终的施工质量不好控制；化学发泡法也称后发泡法，是采用化学制剂在水泥中发生化学反应生成气体进行发泡，施工时将发泡剂加入搅拌好的料浆中，然后发生化学反应，在料浆中产生气体形成气泡，多用于泡沫水泥制品生产。相比于物理制法，化学发泡法对工艺要求更为复杂，对水泥的温度、料浆的稠度等条件也有比较严格的要求。

工程硕士专业学位论文表 3-3 0.5 水灰比下的实验结果分析Table 3-3 Analysis of experimental results of 0.5 water-cement ratio岭土掺量 抗压强度 MPa 强度增幅 孔隙率% 孔隙率增0 4.08 - 12 -5% 1.6 -0.61 31 1.5810% 3.07 -0.25 24 1.015% 3.15 -0.23 17 0.42
【学位授予单位】：中国矿业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TD823.7

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