原料配比对煤矸石膏体工作性能和抗压强度的影响

针对充填材料成本过高、性能欠优的状况，结合煤矸石等大宗固废资源化再利用等问题，以煤矸石为骨料，粉煤灰、矿渣和水泥为胶凝材料，聚羧酸减水剂和水玻璃为外加剂，制备早强型煤矸石膏体充填材料。重点研究了胶凝材料用量及配比对煤矸石膏体工作性能和抗压强度的影响，结果表明，随着胶凝材料用量的减少，新鲜膏体坍落度先增大后减小，泌水率先减小后增大，胶凝材料最佳用量约为25%;随着胶凝材料中水泥掺比量的减少和矿渣用量的增加，膏体坍落度小幅增加，膏体试块3～28 d的抗压强度稳步上升，煤矸石膏体制备原料最优配比为煤矸石∶粉煤灰∶矿渣粉∶水泥=75∶13∶6∶6,而新鲜膏体坍落度为26.5 cm, 1 h后坍落度为25.1 cm,泌水率为6.21%,膏体无分层离析现象；膏体2 h后抗压强度可达0.06 MPa, 28 d抗压强度可达10.5 MPa。     

煤基固废制备充填材料配比优化试验研究

为制备低成本、高强度的煤矿充填材料,以煤矸石做骨料,以粉煤灰、脱硫石膏、硅钙渣为 胶凝材料制作试件,并对其进行单轴抗压强度、坍落度、扩展度指标测试,研究了充填材料配比优 化前后的力学性能、各组分影响情况。 结果表明,脱硫石膏、硅钙渣在一定掺量范围内具有较强 的胶凝作用;随着粉煤灰掺量增加,充填材料初期强度增长较慢,应控制其掺量不高于6.67%;粉 煤灰与硅钙渣联合使用能激发硅钙渣的胶凝性能;煤矸石、粉煤灰、脱硫石膏、硅钙渣、水泥最优 质量比为70:6:3:12.5;8.5。 利用响应面法对结论进行了验证,试验结论与预测一致。     

流态胶凝材料胶结铁尾矿的充填性能研究

为实现用原状固废(钛石膏)的流态胶凝材料替代粉末胶凝材料进行铁尾矿胶结充填,简化胶凝材料制作流程,降低充填成本,采用流动度试验、强度试验和吸水率试验研究了两种胶凝材料胶结铁尾矿试样的宏观物理性能,并利用XRD和SEM对其胶结铁尾矿的固化机理进行了分析。研究结果表明:在尾矿固含量为70%、胶尾比为1∶10时,粉末胶凝材料胶结试样的3 d抗压强度(0.87 MPa)比流态胶凝材料约高出0.3 MPa,但两种胶凝材料胶结试样的7 d抗压强度差别在减小,28 d抗压强度并无明显差别。加入流态胶凝材料的充填尾矿流动度较加入粉末胶凝材料的充填尾矿提高了7.4%,既有利于泵送充填又不影响试样28 d的尾矿胶结体力学性能。XRD和SEM分析表明,流态胶凝材料的水化反应更有利于胶结体中钙矾石的生长。     

两种似膏体充填胶结料结构与性能比较分析

当前似膏体充填方法中常用的胶结材料有水泥与似膏体专用胶凝材料,为了更好地展现两种材料各自的性能与区别,采用了SEM电镜扫描、XRD衍射分析、单轴以及三轴应力—应变试验方法,在化学结构、微观结构、物理性能以及充填体的力学性能等方面对两种材料进行了比较与分析,发现似膏体专用充填胶凝材料与水泥固化机理完全不同,其微观结构较水泥更加致密;由似膏体专用胶凝材料制成的充填体的力学性能优于相同条件下的水泥。     

一种新型煤矸石混凝土的基本力学性能

采用碱性干粉激发剂与煤矸石、粉煤灰混合作为胶凝材料制备了一种新型煤矸石混凝土,对其基本力学性能进行了试验研究,并与氢氧化钠(Na OH)溶液激发的煤矸石混凝土、普通混凝土的性能进行了对比。研究得到了新型煤矸石混凝土的基本力学性能,并研究了干粉激发剂、养护时间、养护温度、水胶比和砂率等因素对其基本力学性能的影响规律。对比研究发现这种新型煤矸石混凝土的强度有明显提高;干粉激发剂的组成、养护时间和温度对煤矸石混凝土的力学性能有重要影响,并分析得到了该新型煤矸石混凝土的最优养护温度、最优水胶比和砂率。     

自燃煤矸石掺合料对胶凝材料性能的影响

对自燃煤矸石的胶凝活性激发进行分析,将燃煤矸石矿粉、粉煤灰以及粉体添加剂等工业矿物掺合料复掺或单掺到胶凝材料中,探究自燃煤矸石掺合料对胶凝材料力学性能的影响。研究表明:复合掺杂粉、煤灰矿粉复合胶凝材料的力学性能优于单掺粉煤灰复合胶凝材料,但低于单掺矿粉复合胶凝材料。当复合掺杂矿粉、粉煤灰比例为1∶1时,胶凝材料的抗折性能和抗压性能最优。     

煤矸石混凝土抗氯离子渗透实验研究

为了解煤矸石混凝土抗氯离子渗透性能,以自燃煤矸石为粗、细集料,42.5普通硅酸盐水泥为胶凝材料并掺入粉煤灰,制备煤矸石混凝土试件,进行抗氯离子渗透实验,研究了水胶比、粉煤灰掺量以及抗压强度对煤矸石混凝土抗氯离子渗透性能的影响。结果表明：非稳态条件下煤矸石混凝土氯离子渗透深度随水胶比增加而加深,呈正相关,氯离子渗透深度增长速度在水胶比0.42~0.48时较快,在水胶比0.48~0.56时缓慢;氯离子迁移系数与水胶比呈正相关,与粉煤灰掺量呈负相关;氯离子迁移系数随抗压强度增大而减小,呈负相关,负相关显著性强弱表现为粉煤灰掺量0%<粉煤灰掺量20%<粉煤灰掺量40%。掺入粉煤灰可以改善煤矸石混凝土耐久性能。     

古书院矿似膏体充填材料配比及其力学性能

针对目前晋煤集团古书院煤矿"三下"压煤占据较大比例的现状,调查分析晋城市周边潜在的充填原材料,并对原材料进行成分测试,确定煤矸石、粉煤灰作为似膏体充填材料的主料,矿粉、生石灰、石膏为胶凝材料;其次,进行三因素三水平正交试验,采用极差分析法对试验结果进行选择,确定了似膏体材料主料的配比,即煤矸石∶粉煤灰=2∶1。接着研究了胶凝材料的配比,测试了材料的泌水率并进行了配比优化。最后,进行室外大体积固结试验,钻孔取芯加工成标准圆柱试样,测试试样单轴、破坏特征、三轴力学性能。     

固化剂作为充填胶凝材料的试验与经济性分析

为分析应用于武平紫金矿业有限公司充填系统的专用固化剂ZJ-1的力学特性和经济性,结合往期充填车间充填数据,进行了分别以专用固化剂ZJ-1和水泥为胶凝材料的充填体单轴抗压强度及沉缩率对比试验。试验结果表明:与水泥相比,专用固化剂ZJ-1作为胶凝材料时充填体具有更好的力学性能。当前散装水泥单价为250元/t,采用专用固化剂ZJ-1替代水泥作为充填胶凝材料的盈亏平衡点为357元/t。     

基于数据决策的充填胶凝材料优选方法

胶凝材料是影响胶结充填体强度性能和控制充填成本的关键因素。为选择最优的充填用胶凝材料,以充填材料试验数据为基础,进行技术比较;以试验成果建立不同龄期对应下的强度和胶凝材料耗材关联模型,进行充填经济性比较;通过建立模糊数学和层次分析法相结合的胶凝材料优选综合评判模型,综合优选胶凝材料。构建的胶凝材料优选综合评判模型考虑了胶凝材料的技术、经济和保障能力等多因素的影响,综合考虑定性和定量指标,为矿用胶凝材料的选择提供了技术思路。