礦用超細(xì)水泥灌漿材料的制備及性能研究.pdf

1、煤炭是我國(guó)最主要的一次能源消耗，占我國(guó)能源消費(fèi)總量的70％以上。在今后的幾十年內(nèi)，煤炭仍是我國(guó)工業(yè)化進(jìn)程中的基礎(chǔ)性能源。煤礦的開(kāi)采要求滿足安全、高效、綠色的條件。而在煤礦開(kāi)采過(guò)程中會(huì)遇到煤層破碎不易開(kāi)采、瓦斯抽采封孔不嚴(yán)等問(wèn)題，嚴(yán)重影響煤礦的正常工作和安全開(kāi)采。所以安全問(wèn)題是煤礦開(kāi)采的首要問(wèn)題。由于化學(xué)灌漿材料反應(yīng)溫度高、有污染和有毒性、成本高；普通水泥類灌漿材料可灌性和穩(wěn)定性差；粉煤灰灌漿材料強(qiáng)度低、粘結(jié)性差等問(wèn)題，限制了灌漿材料的使

2、用和發(fā)展。因此研究超細(xì)水泥作為灌漿材料具有一定的必然性。
　　本文市購(gòu)不同細(xì)度的超細(xì)水泥作為原材料，分析超細(xì)水泥細(xì)度對(duì)其灌漿性能的影響；參照礦用加固材料技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)高分子灌漿材料性能的要求，通過(guò)實(shí)驗(yàn)分析得出所市購(gòu)超細(xì)水泥在性能方面存在收縮較大、強(qiáng)度倒縮、內(nèi)部反應(yīng)溫度高等問(wèn)題；根據(jù)超細(xì)水泥灌漿材料存在的問(wèn)題，選擇粉煤灰、礦粉解決強(qiáng)度倒縮和內(nèi)部反應(yīng)溫度高等問(wèn)題，選擇膨脹劑解決收縮問(wèn)題，選擇分散劑解決穩(wěn)定性問(wèn)題，通過(guò)研究材料的組成與性能

3、的關(guān)系，得出性能調(diào)控材料的較優(yōu)摻量，制備礦用超細(xì)水泥灌漿材料；研究實(shí)驗(yàn)配比下礦用超細(xì)水泥灌漿材料析水率、粘度、凝結(jié)時(shí)間、抗壓強(qiáng)度、體積變化等性能的變化，并實(shí)驗(yàn)室模擬漿液的可灌性。分析礦用超細(xì)水泥灌漿材料性能改善機(jī)理,為進(jìn)一步研究超細(xì)水泥提供依據(jù)。通過(guò)實(shí)驗(yàn)研究得到以下結(jié)論：
　?。?）超細(xì)水泥的細(xì)度對(duì)其灌漿材料的性能有顯著影響。隨著細(xì)度的增加，超細(xì)水泥漿體的析水率減小，結(jié)石率增大；漿體的凝結(jié)時(shí)間、干燥收縮隨細(xì)度的增大而降低，自身體積

4、變形和內(nèi)部溫度卻增大；超細(xì)水泥漿體的3d抗壓強(qiáng)度增大，但28天強(qiáng)度出現(xiàn)倒縮，其中1250目超細(xì)水泥的28d強(qiáng)度較3d強(qiáng)度倒縮了22.16%。超細(xì)水泥漿體的孔隙率和平均孔徑隨細(xì)度增大而增大。
　　（2）選擇粉煤灰、礦粉、膨脹劑、分散劑等性能調(diào)控材料對(duì)超細(xì)水泥進(jìn)行性能調(diào)控。得出礦物摻合料增大了漿體的析水率、干燥收縮率，減小了粘度和抗壓強(qiáng)度，延長(zhǎng)了凝結(jié)時(shí)間。膨脹劑的活性不同，補(bǔ)償超細(xì)水泥漿體的干燥收縮也不同，且超細(xì)水泥漿體的干燥收縮率隨

5、膨脹劑摻量的增加而減小。膨潤(rùn)土、甲基纖維素醚降低了超細(xì)水泥漿體的析水率，提高了漿體的穩(wěn)定性，但摻分散劑后超細(xì)水泥漿體粘度增長(zhǎng)。
　?。?）選擇粉煤灰20%、礦粉10%、膨脹劑10%（MgO-1、UEA）、分散劑（膨潤(rùn)土5%、甲基纖維素醚0.3%），進(jìn)行性能實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知制備的礦用超細(xì)水泥材料灌漿材料較純超細(xì)水泥干燥收縮減小，粘度增大，提高了純超細(xì)水泥漿體的后期強(qiáng)度。綜合礦用超細(xì)水泥灌漿材料的性能及灌漿效果分析比較，得出當(dāng)MC: