浆体膨胀充填材料的研制与性能

发布时间：2021-03-02 18:41

　　本文针对解决低浓度尾砂胶结充填存在的充填成本高、早期强度低、充填接顶率不高等问题,以矿渣微粉、增强剂和脱硫石膏为基本组分,通过混料设计得到了最优胶凝材料配合比,制备了一种充填成本低、早期强度高的新型尾砂胶结充填材料。文章同时研究了不同的减水剂和激发剂的掺量对该新型尾砂胶结充填体的流动性和强度的影响。在此基础上,应用一种低成本的新型膨胀剂制备了膨胀率高且强度损失低的浆体膨胀充填材料,研究了膨胀剂对充填体结构与性能的影响,确定了在不同条件下膨胀剂的合理掺量,丰富了接顶充填领域的接顶方法。研究结果表明:（1）新型尾砂胶结充填体最优胶凝材料组成为:22.5%增强剂、12.5%石膏、65.0%矿粉。在灰砂比为1:8的条件下,充填体3d、7d和28d强度分别为0.71MPa、1.20MPa和2.11MPa。其中,增强剂和矿粉掺量的变化是影响充填体3d和7d强度的主要因素,石膏是影响充填体28d强度最显著的因素。（2）XRD和SEM分析结果表明,新型胶凝材料的主导水化产物为AFt晶体与无定型的C-S-H凝胶,AFt晶体与C-S-H凝胶所形成的致密网状结构是充填体强度增长的主要来源。（3）减水剂可以有... 

【文章来源】：合肥工业大学安徽省 211工程院校 教育部直属院校

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【学位级别】：硕士

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实验所用尾砂Fig.2-1Tailingsusedintheexperiment

第二章实验材料、设备及实验方法13表2.3尾砂粒径分布特征参数Tab.2.3Characteristicparametersofparticlesizedistributionoftailingsd10/μmd30/μmd50/μmd60/μmd90/μm不均匀系数Cu曲率系数Cc1.2598.71022.90934.67491.20127.541.74020406080100100200300400500600700800强度2q/o●□●●●●□□●-高岭石-石英□-纤磷铝石图2-2尾砂XRD衍射图谱Fig.2-2XRDdiffractionpatternoftailings图2-3尾砂SEM扫描电镜图Fig.2-3SEMphotoofthefulltailings为了准确分析尾砂的颗粒级配，使用激光粒度分析仪Mastersize2000对尾砂进行粒度分析。由分析结果可知，该尾砂的比表面积为0.581m2/g，图2-4所示为尾砂粒度分布曲线，从图中可以看出，该尾砂不含有粒径超过180μm以上的尾砂，初步判断该尾砂为较细尾砂，累计曲线上升较慢，表明该尾砂粒径分布不均。由表2.2尾砂粒径组成可知，该尾砂中粒径在75μm以下颗粒所占比例达到了85%，且由激光粒度分析仪测试结果可知，该尾砂平均粒径仅为41.922μm，由此可以判

第二章实验材料、设备及实验方法17（2）微机控制电子万能实验机：济南华衡实验设备有限公司生产，型号WDW-20E，精度等级1级，最大实验力20kN，位移分辨率0.001mm。实验机如图2-6所示（3）恒温恒湿养护箱：数控水泥混凝土标准养护箱，南京新桥实验仪器公司生产，型号SHBY-60B，如图2-7所示。（4）截锥圆模：截锥圆模符合GB/T2419中的规定，模具为圆台形，尺寸大小如图2-8所示。（5）其他仪器设备：三联试模（规格40mm×40mm×160mm）、电子秤（精度0.01g）、数显鼓风干燥箱、激光粒度分析仪等。图2-5JJ-5型水泥胶砂搅拌机Fig.2-5JJ-5cementmortarmixer图2-6电子万能试验机Fig.2-6Electronicuniversaltestingmachine图2-7恒温恒湿养护箱Fig.2-7Constanttemperaturecuringbox图2-8截锥圆模Fig.2-8Truncatedconemold2.3实验方法2.3.1尾砂胶结充填浆体制备每次实验前先将湿尾砂充分搅拌均匀，并使用烘干法测定尾砂的固体质量浓度。根据实验方案和计算配合比准确称量尾砂、胶凝材料以及外加剂备用，精确

【参考文献】：
期刊论文
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博士论文
[1]超高水充填材料及其充填开采技术研究与应用[D]. 冯光明.中国矿业大学 2009

硕士论文
[1]基于膨胀材料的充填接顶技术研究[D]. 张月侠.东北大学 2014



本文编号：3059751