礦用超細水泥灌漿材料的制備及性能研究.pdf

1、煤炭是我國最主要的一次能源消耗，占我國能源消費總量的70％以上。在今后的幾十年內(nèi)，煤炭仍是我國工業(yè)化進程中的基礎性能源。煤礦的開采要求滿足安全、高效、綠色的條件。而在煤礦開采過程中會遇到煤層破碎不易開采、瓦斯抽采封孔不嚴等問題，嚴重影響煤礦的正常工作和安全開采。所以安全問題是煤礦開采的首要問題。由于化學灌漿材料反應溫度高、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；粉煤灰灌漿材料強度低、粘結(jié)性差等問題，限制了灌漿材料的使

2、用和發(fā)展。因此研究超細水泥作為灌漿材料具有一定的必然性。
　　本文市購不同細度的超細水泥作為原材料，分析超細水泥細度對其灌漿性能的影響；參照礦用加固材料技術(shù)標準中對高分子灌漿材料性能的要求，通過實驗分析得出所市購超細水泥在性能方面存在收縮較大、強度倒縮、內(nèi)部反應溫度高等問題；根據(jù)超細水泥灌漿材料存在的問題，選擇粉煤灰、礦粉解決強度倒縮和內(nèi)部反應溫度高等問題，選擇膨脹劑解決收縮問題，選擇分散劑解決穩(wěn)定性問題，通過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，制備礦用超細水泥灌漿材料；研究實驗配比下礦用超細水泥灌漿材料析水率、粘度、凝結(jié)時間、抗壓強度、體積變化等性能的變化，并實驗室模擬漿液的可灌性。分析礦用超細水泥灌漿材料性能改善機理,為進一步研究超細水泥提供依據(jù)。通過實驗研究得到以下結(jié)論：
　?。?）超細水泥的細度對其灌漿材料的性能有顯著影響。隨著細度的增加，超細水泥漿體的析水率減小，結(jié)石率增大；漿體的凝結(jié)時間、干燥收縮隨細度的增大而降低，自身體積

4、變形和內(nèi)部溫度卻增大；超細水泥漿體的3d抗壓強度增大，但28天強度出現(xiàn)倒縮，其中1250目超細水泥的28d強度較3d強度倒縮了22.16%。超細水泥漿體的孔隙率和平均孔徑隨細度增大而增大。
　?。?）選擇粉煤灰、礦粉、膨脹劑、分散劑等性能調(diào)控材料對超細水泥進行性能調(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度，延長了凝結(jié)時間。膨脹劑的活性不同，補償超細水泥漿體的干燥收縮也不同，且超細水泥漿體的干燥收縮率隨

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