采空区大掺量粉煤灰无机固化泡沫制备及特性研究

摘要：

煤矿采空区漏风是引发煤火灾害的重要原因,传统充填堵漏材料易干裂,流动性差,成本高,因此研发出有效充填封堵漏风通道的新型材料十分必要.通过单因素变量法,以材料流动度、初凝时间、抗压强度为指标进行配比优选,研发出大掺量粉煤灰无机固化泡沫充填堵漏新材料.同时,利用红外光谱、X射线衍射仪、扫描电镜表征材料的水化过程.结果表明∶基于泡沫均匀度、发泡倍数、半衰期及析水率等参数,优选出十二烷基硫酸钠(SDS)∶辛癸基葡糖苷(APG)=1∶1,黄原胶(XG)∶瓜尔胶(GG)=1∶1的水基泡沫.研发的大掺量粉煤灰无机固化泡沫,其初凝时间与粉煤灰掺量、水灰比、泡沫掺量成正比;流动度与水灰比成正比,与粉煤灰掺量成反比,随泡沫掺量增加先上升后缓慢降低;抗压强度随粉煤灰掺量增加呈先增加后减小趋势,与水灰比和泡沫掺量呈反比关系.综合评价指标确定粉煤灰掺量为 60％、水灰比为 0.6、泡沫与复合浆液体积比为 1∶1时,材料流动度好,为 15.9 cm,初凝时间适中,为 5 h,抗压强度高,28 d达到 1.5 MPa.该材料的水化产物是钙矾石(AFT)以及C-S-H凝胶,由水泥先发生水化反应生成Ca(OH)2,后与粉煤灰反应生成AFT及C-S-H凝胶,提高了大掺量粉煤灰无机固化泡沫抗压强度,能够适应采空区堵漏的要求.

关键词：大掺量粉煤灰、无机固化泡沫、抗压强度、水化反应、采空区堵漏

所属期刊栏目：51

分类号：TD823(矿山开采)

资助基金：国家自然科学基金;陕西省高校青年创新团队项目

在线出版日期：2023-04-07（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：243-251