针对煤矿采空区漏风带来的有氧灾害问题，从落实减排固碳战略，综合利用工业固废的角度出发，选择以赤泥、水泥、偏高岭土等为主要材料等制备新型多元体系胶凝材料（R-M-S-C-D）并开展堵漏风性能研究。以水灰比、赤泥与偏高岭土比例、硅灰掺量和脱硫石膏掺量为变量，设计四因素四水平正交实验，进行胶凝材料流动度测试，开展抗折实验、抗压实验以及孔结构特征、胶凝材料产物成分、产物官能团和形貌特征等微观分析。实验结果表明，在减水剂作用下，新型多元体系胶凝材料最佳配合比为水灰比0.5、赤泥掺量18%、偏高岭土掺量18%、脱硫石膏掺量6%、硅灰掺量8%、水泥掺量50%，此时新型多元胶凝材料性能最优，抗折强度达到7.53MPa，抗压强度达到28.87MPa，孔隙率为17.89%。经XRD分析得出多元胶凝材料的水化产物包括Ca（OH）2、CaCO3、水化硅酸钙凝胶（C-S-H）等凝胶和结晶；FTIR分析表明材料中Si-O键和Al-O键增多；TG分析得出，在30℃到200℃区间内水化产物中的结合水质量损失较大，表明R-M-S-C-D中生成大量的凝胶和结晶；SEM扫描观察到大量网状或团簇状凝胶和钙矾石等结晶。在碱和硫酸盐的协同激发作用下，胶凝材料反应生成水化硅酸钙凝胶（C-S-H）、水化硅铝酸钙凝胶（C-A-S-H）、钙矾石等产物，它们起到了很好的骨架支撑作用和孔隙填充作用，同时优化了力学性能和孔隙结构。该研究表明以赤泥-水泥为基体的固废新型体系对煤矿堵漏风具有良好的应用前景。

1 材料和方法
1.1 实验材料
1.2 实验设计
1.3 表征方法
1.3.1 力学性能测试
1.3.2 孔结构分析
1.3.3 XRD测试
1.3.4 FTIR测试
1.3.5 SEM测试
2 结果与讨论
2.1力学及流动度测试
2.1.1力学性能分析
2.1.2流动度测试
2.2微观表征及形成机理
2.2.1多元体系胶凝材料的孔结构分析
2.2.2多元体系胶凝材料的XRD分析
2.2.3多元体系胶凝材料的FTIR分析
2.2.4多元胶凝材料的微观形貌分析
2.2.5多元复合胶凝材料的热重分析
2.2.6多元体系胶凝材料的形成机理
3 结论

付明明,王梦瑶,刘亚楠,等.赤泥-偏高岭土-硅灰-水泥-脱硫石膏多元堵漏风材料的制备及性能[J/OL].煤炭学报,1-10[2025-01-24].https://doi.org/10.13225/j.cnki.jccs.2024.1080.