溫度對漿體膨脹充填材料性能及結構的影響.pdf

1、我國煤炭資源豐富且經濟發(fā)展對煤炭的依賴性較高，但是煤炭的過度開采所造成環(huán)境問題日益突出。同時隨著火力電廠的大規(guī)模建設，產生了大量的粉煤灰，對生態(tài)環(huán)境造成了嚴重的破壞。
　　綠色充填開采逐漸成為煤炭資源的重要開采方式。漿體膨脹充填材料是以粉煤灰為基料，以水泥、石灰、石膏等輔料混合而成，具有優(yōu)良的流動性、固水性、膨脹性、長期穩(wěn)定性、高強度等特點，既解決了粉煤灰的利用問題，又可用于井下充填，解決煤炭開采過程中造成的環(huán)境破壞問題，但是對材

2、料水化機理及微觀結構的了解并不深刻，對進一步開發(fā)研究造成了制約。
　　為此，本文探討溫度對漿體膨脹充填材料性能及結構的影響，主要研究工作有：
　　（1）通過對漿體膨脹充填材料熱力學分析，計算各反應進行前后的焓變、熵變及吉布斯自由能變化量，判斷各反應發(fā)生的可能性，并將各水化反應進行組合，推斷漿體膨脹充填材料的形成過程。
　?。?）構建粉煤灰及水泥的水化動力學模型，水化過程分為結晶成核與晶體生長、相邊界反應及擴散3個過程。

3、通過模型可以計算不同溫度下不同齡期充填體內粉煤灰及水泥的水化程度，并對不同溫度下漿體膨脹充填材料的凝結時間、抗壓強度、鈣礬石含量及微觀結構進行預測。
　?。?）將溫度作為唯一變量，對不同溫度下的試樣進行凝結時間、抗壓強度測試，并進行 SEM、XRD及差熱分析。經過觀測發(fā)現(xiàn)：溫度的提高對漿體膨脹充填材料的凝結時間、前期強度有著積極的影響，但是當溫度過高時，充填體內部的自由水會流失，使反應后期喪失了良好的反應環(huán)境，從而導致后期水化速率