高水灰比下超细加工对硫铝酸盐水泥注浆材料微结构与力学性能影响

煤炭科学技术
网络首发时间：2024-08-06 11:54:49

作者

王艳芬艾洁程详赵光明李
单位

安徽理工大学深部煤矿采动响应与灾害防控国家重点实验室安徽理工大学材料科学与工程学院安徽理工大学煤矿安全高效开采省部共建教育部重点实验室
摘要

为解决矿用水泥注浆材料渗透性差、早期强度低等难题，有效控制深部巷道围岩变形，以硫酸盐水泥熟料、工业副产品脱硫石膏、生石灰作原料，利用煅烧处理协同超细加工工艺研发一种早强超细水泥注浆材料。基于多种表征手段，探究不同水灰比（0.8、1.0、1.2）下原料颗粒粒径对硫铝酸盐水泥注浆材料(SCGM)的浆液特性、力学性能和微观结构的影响规律。研究结果表明：随水灰比、粒径减小，SCGM的凝结时间缩短，泌水率降低，抗压强度逐渐提高；在0.8水灰比下原料粒径为1.5 μm时，SCGM2的8 h和7 d抗压强度分别为4.5 MPa、14.6 MPa，比对照组SCGM0提升80.0%、45.5%，初凝时间低至3 min，几乎无泌水现象，且实现微膨胀。TG-DTG、XRD及FTIR微观表征证实，SCGM的主要水化产物为AFt、Calcite和C-S-H凝胶，其中AFt含量随水灰比增大、粒径减小而提高；基于CEMDATA18数据库，建立硫铝酸盐水泥热力学模型，验证不同水灰比下SCGM水化产物的演变趋势，并证实随水灰比增大可促进AFt形成与生长；SEM分析表明，水灰比、粒径因素会影响SCGM水化产物的形貌、组分与结构密实度，在0.8水灰比下SCGM2中水化产物相互交接搭配，形成密实的三维网络结构，优化结石体结构，为早强超细水泥基注浆材料的研发提供新思路。
关键词

注浆材料硫铝酸盐水泥脱硫石膏高水灰比超细加工力学性能
文章目录

0 引言
1 试验
1.1 试验材料
1.2 超细加工及原料配比试验
1.3 试验方法
2 结果与讨论
2.1 凝结时间
2.2 泌水率
2.3 流动度
2.4 膨胀性能
2.5 力学性能
2.6 水化产物及微观结构分析
3 结论
引用格式

王艳芬,艾洁,程详,等.高水灰比下超细加工对硫铝酸盐水泥注浆材料微结构与力学性能影响[J/OL].煤炭科学技术,1-13[2024-08-06].http://kns.cnki.net/kcms/detail/11.2402.TD.20240806.0943.001.html.