新型氟石膏基充填材料性能及水化机理研究

• Published in: 河南理工大学学报（自然科学版） Vol. 43; no. 6; pp. 185 - 193
• Main Authors: 王春, 张翼飞, 朱明礼, 任雨蒙, 展帅菲
• Format: Journal Article
• Language: Chinese
• Published: 煤炭安全生产与清洁高效利用省部共建协同创新中心,河南 焦作 454000%河南理工大学 能源科学与工程学院,河南 焦作 454000 01.11.2024; 河南理工大学 能源科学与工程学院,河南 焦作 454000
• Subjects: 氟石膏基充填材料; 扩散度; paste slump; diffusion; 粉煤灰; fluorogypsum-based filling material; bleeding rate; fly ash; 泌水率; 膏体坍落度; 正交实验; orthogonal experiment
• ISSN: 1673-9787
• DOI: 10.16186/j.cnki.1673-9787.2023080046

TD803; 目的 针对矿山充填材料成本高,工业固废堆积占地等问题,研制了一种含工业固废的新型矿山充填材料.方法 用氟石膏和粉煤灰代替水泥作为胶凝材料,通过正交实验法探究氟石膏基充填材料的最优配比,并对其力学特性、水化产物、水化作用机理和微观结构进行研究.结果 结果表明,最优配比材料充填体的1,7,28 d强度分别可以达到1.41,4.11,6.47 MPa,可满足矿山充填基本要求;膏体坍落度、扩散度、泌水率分别为22.7 cm,42.6 cm,2.58%,膏体流动性较好,便于运输.氟石膏含量、粉煤灰含量和浆料浓度为材料配比中的3个变量因素,其中对充填体1 d强度影响最大的因素为浆料浓度,对充填体7,28 d强度和泌水率影响最大的因素为粉煤灰含量,对膏体坍落度和扩散度影响最大的因素为氟石膏含量.充填体的单轴破坏形式为剪切破坏,破坏后内聚力和内摩擦角分别为2.02 MPa,32.6°.水化产物包含钙矾石、二水硫酸钙和水化硅酸钙凝胶,水化过程中氟石膏固结体由无水相转化为二水相,其中钙矾石和水化硅酸钙凝胶的增多会形成致密结构,有利于提升充填体抗压强度.结论 用氟石膏和粉煤灰替代水泥制备的充填材料具备可行性,且成本较低,固废用量占比90%以上,有显著的经济效益,应用前景广阔.