早強(qiáng)膨脹延遲型注漿封孔材料的實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、煤礦瓦斯問題不斷涌現(xiàn)，解決瓦斯突出問題的措施之一是瓦斯鉆孔抽采，瓦斯鉆孔抽采的效率受封孔質(zhì)量好壞的影響。目前我國(guó)煤礦應(yīng)用最為廣泛的封孔材料是水泥基封孔材料，它價(jià)格低廉，效果較好，被廣泛應(yīng)用，水泥基封孔材料在具有一定優(yōu)勢(shì)的同時(shí)也存在一定的缺陷，不能完全滿足實(shí)際的封孔要求，其中表現(xiàn)最為明顯的缺陷有:煤礦的高濕等條件下早期強(qiáng)度無(wú)法滿足工作要求，且凝固硬化時(shí)間較長(zhǎng)，導(dǎo)致封孔效率下降;同時(shí)水泥凝固后會(huì)產(chǎn)生收縮現(xiàn)象形成空隙而造成漏氣現(xiàn)象，針對(duì)這兩個(gè)

2、問題，我們對(duì)水泥基封孔材料進(jìn)行改性處理，將在很大程度上改善封孔材料的封孔質(zhì)量。本文主要進(jìn)行了以下實(shí)驗(yàn)研究:
　　首先，針對(duì)水泥基封孔材料在高濕環(huán)境條件下無(wú)法滿足工作要求，且凝固硬化時(shí)間較長(zhǎng)的問題，對(duì)一種復(fù)合早強(qiáng)劑進(jìn)行研究。利用正交實(shí)驗(yàn)組成和配制不同的早強(qiáng)復(fù)合劑對(duì)水泥基封孔材料早期強(qiáng)度的影響，然后借助掃描電鏡、熱重、X射線衍射等技術(shù)對(duì)水泥水化產(chǎn)應(yīng)及水化反應(yīng)生成的產(chǎn)物等進(jìn)行研究分析，研究其微觀結(jié)構(gòu)并總結(jié)其工作機(jī)理。經(jīng)實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，組合

3、為:硫酸鈉0.5％、氯化鈉0.5％、三乙醇胺0.05％、AMPS1.0％為最優(yōu)組合，該組合早強(qiáng)劑提高了水泥基封孔材料的強(qiáng)度，其中1 d早強(qiáng)組的早期強(qiáng)度是基準(zhǔn)組抗壓強(qiáng)度的438％，3d的強(qiáng)度能提高到219％，早強(qiáng)效果明顯。其機(jī)理通過掃描電鏡等測(cè)試研究，其復(fù)合早強(qiáng)劑并不改變水化產(chǎn)物種類，而是促進(jìn)水化進(jìn)程，進(jìn)而提高水泥的早期強(qiáng)度。
　　其次，針對(duì)水泥基封孔材料因收縮生成裂紋而造成漏氣現(xiàn)象的缺陷，對(duì)一種微膠囊包覆膨脹劑進(jìn)行分析和研究?；?/p>

4、微膠囊包裹技術(shù)，對(duì)該種膨脹劑進(jìn)行微膠囊包裹，采用聚丙烯酰胺為囊壁材料，鋁粉為囊芯材料，制取微膠囊型膨脹劑，同時(shí)可以滿足強(qiáng)度與膨脹協(xié)調(diào)發(fā)展，摻入水泥0.1％的膨脹型微膠囊，其膨脹效果明顯，延遲膨脹約4h，最后的膨脹率比基準(zhǔn)組上升了35.2％。利用掃描電鏡等測(cè)試手段，對(duì)改性水泥進(jìn)行分析，結(jié)構(gòu)完整，水化產(chǎn)物密實(shí)，使得膨脹能能夠得到合理的利用。
　　將早強(qiáng)組分、膨脹組分進(jìn)行復(fù)配，得到早強(qiáng)膨脹延遲型注漿封孔材料，其組成成分及組成比例分別是: