矿渣——粉煤灰地聚物注浆材料的制备及性能优化研究

为了降低注浆材料中水泥的使用和开发新型的注浆材料,以粉煤灰和矿渣为前驱体,采用碱激发的方式制备了地质聚合物注浆材料。采用聚丙烯纤维对注浆材料性能进行优化,研究了纤维对地质聚合物注浆材料工作性、力学性能和微观结构的影响。研究结果表明:添加纤维可以提高地质聚合物注浆材料的凝结时间和降低材料的流动性;纤维的掺入显著提高了地质聚合物注浆材料的抗压强度、抗折强度和抗冻性能,同时纤维还能降低材料的干燥收缩率;综合试验结果得出纤维的最优掺量为3%。微观结构测试结果表明添加纤维后,地质聚合物注浆材料的微观结构更加均匀和致密。纤维可以作为地质聚合物注浆材料中的微集料以优化材料的性能。     

纳米改性地聚物材料影响混凝土性能应用研究

地聚物由于自身的热稳定性、耐化学腐蚀性和环境友好的优点,在建筑材料领域中得到了越来越多的应用.通过介绍地聚物材料进行纳米改性的必要性,阐述了纳米材料改善混凝土性能的研究进展,以及纳米改性地聚物材料影响混凝土性能的研究进展.     

激发剂对赤泥一矿渣胶结充填材料性能影响研究‘

实验研究了激发剂和水泥熟料对赤泥一矿渣胶结充填材料性能的影响。结果表明,脱硫石膏对体系的激发效果最明显,能提高充填料试块的强度,掺量以占整体充填料的1．5％为宜;掺入熟料能显著提高充填料的早期强度,掺量为整体充填料的1．5％时强度达到峰值。     

地聚物胶凝材料制备及应用研究现状

本文主要概述了地聚物胶凝材料的定义,结构及其性能优点,并总结了其制备方法及应用情况。地聚物是具一类新型建筑胶凝材料,在建筑行业得到了广泛关注,且在其它领域也得到了一定应用。地聚物可由含有硅铝酸盐的原料加入适量碱激发剂制备得到。它具有三维网状结构,能够固定工业废水废渣中的重金属离子,而且胶凝迅速,早期强度高。地聚物是一种具有良好应用前景的胶凝材料,不久的将来将会取代水泥,成为建筑行业主要原料。     

激发剂的性质对页岩提钒尾渣基地聚物性能的影响

为研究地聚物的弱碱性激发技术,以湖北某地的页岩提钒尾渣为原料,进行了地聚物碱激发研究。主要研究了不同偏高岭土掺量、激发剂模数和激发剂用量对地聚物抗压强度的影响。最终确定在m（提钒尾渣）:m（偏高岭土）=9:1,弱碱性激发剂Na₂SiO₃的模数为3.0,Na₂SiO₃的掺量为14%的激发制度下,地聚物试样3 d的抗压强度即可达到27.55 MPa,极大地提高了地聚物的抗压性能。对不同模数的硅酸钠下制备的地聚物进行物相转变、化学键变化和微观形貌分析,发现在液体硅酸钠的作用下,页岩提钒尾渣中的石英被进一步溶解;溶解的无定形硅铝物质与液体硅酸钠中的硅酸根反应逐渐生成硅铝凝胶相;液体硅酸钠中的硅酸根起一个诱导作用,液体硅酸钠的模数越高,其硅酸根含量越高,与页岩提钒尾渣中的无定形硅铝物质反应也越迅速,从而生成更多的硅铝凝胶相,促进了地聚物抗压强度的提高,实现了地聚物的安全制备。      

粉煤灰对注浆材料性能的影响

介绍了粉煤灰对水泥－水玻璃浆液凝胶时间和固结体抗压强度的试验方案及结果。文中指出，适量掺加粉煤灰可提高水泥－水玻璃浆液结石体的后期强度，其早期强度虽受影响但可采取一定的措施加以补偿；大量掺加时该浆液仍具有结石率高、凝胶时间可调等特性，并可大幅度降低浆液成本。     

锰尾矿渣/偏高岭土地聚物制备及性能研究

本文研究了锰尾矿渣代替部分偏高岭土制备地聚物。通过实验,探讨了锰尾矿渣代替部分偏高岭土的比例、水玻璃模数和养护时间对地聚物力学性能的影响,对在自然条件下养护3天、7天和28天的力学性能测试结果表明,当锰尾矿渣掺入比例为30%、水玻璃模数为1.4时,地聚物具有最强的抗压强度,达到70.3MPa。同时利用XRD、IR和SEM/EDS测试技术对地聚物的水化过程进行了分析探讨。     

煅烧制度对高岭土活性及地聚物性能的影响

采用比表面积测试、活性铝含量测定、TG/DSC、XRD和分析测试手段表征煅烧制度对高岭土理化性质和微观结构的影响,揭示煅烧活化高岭土的相关活化机理。采用煅烧后的高岭土为原料制备地聚物样品,以抗压强度评价煅烧制度对地聚物性能的影响。结果表明：高岭土在600~900℃煅烧2 h后,大量羟基被脱除,晶体结构崩塌,煅烧产物为非晶态偏高岭土;在800℃煅烧4 h后,高岭土比表面积和活性硅、铝溶出率均达到最大值,具有较高的反应活性,由其制备的地聚物试样3 d抗压强度达到最大30.22 MPa,高岭土的煅烧制度对地聚物性能具有较大影响;地聚物抗压强度与高岭土中活性铝含量呈正相关。     

活化钼尾矿制备地聚物胶凝材料的研究

以活化钼尾矿为主要原料,在碱激发作用下制备地聚物胶凝材料.考察了激发剂模数、硅铝摩尔比、液固比等因素对钼尾矿地聚物胶凝材料力学性能的影响.通过X射线衍射(XRD)、傅里叶红外光谱(FTIR)和扫描电镜(SEM)等检测手段对样品进行表征.结果表明,钼尾矿地聚物胶凝材料的最佳制备条件为:激发剂模数1.6,硅铝摩尔比2.8,...     

有机高水材料注浆堵水机理研究

基于有机高水材料注浆堵水的二次渗透特性,采用浆液渗流圆管力学模型,研究了有机高水材料浆液在含水岩层中的注浆堵水机理．结果表明：在有机高水材料注浆堵水过程中,注浆量与有机高水材料浆液的黏度成反比,有机高水材料浆液与水反应过程中生成的大量气体可形成浆液的二次渗透压力,二次渗透压力与注浆压力协同作用克服含水岩层水渗流阻力,可促进浆液在含水岩层中进一步渗透．降低有机高水材料浆液黏度,并提高其与水反应过程中气体生成量,对矿井含水岩层注浆堵水效果具有积极作用．     

高强度微膨胀新型注浆材料动水注浆技术研究及应用

基于王行庄煤矿突水现状,分析突水原因,应用探水钻超前探测断层位置,并对动水压力进行测定,采用高强度微膨胀新型注浆材料进行注浆堵水,通过堵水率及钻孔取芯检测注浆效果,结果表明:断层为含水层L1-4导水带,动水压力达到1.3MPa,使用高强度微膨胀注浆材料进行动水注浆,堵水率达到100%。通过钻孔取芯发现注浆材料粘结性较好,岩芯单轴抗压强度达到40MPa,该材料能够很好的适应动压注浆施工,阻断断层导水带,保证了开切眼安全施工。     

矿井裂隙动水注浆堵水研究

以浆液的黏度变化和浆液在动水裂隙中的扩散形态及凝结固化机理为基础,对注浆封堵裂隙水技术进行分析,采用相似模拟、数值模拟进行研究,得到水颗粒沉积机理和浆液注入动水的压力场变化规律。结果表明,浆液在沉淀充填范围内根据浆液沉积充填浓度可分为可凝结固化区和不可凝结固化区;随着注浆速率增加,浆液稳定状态范围变大,发生沉积充填有效凝结范围变大;当动水速度增加时,浆液扩散范围逐渐减小,沉积充填范围也越来越小。     

高水速凝材料在瓦斯抽采钻孔注浆封孔中的优化试验研究

为解决土城煤矿13171瓦斯底抽巷穿层抽采钻孔封孔质量差、抽采负压小、抽采浓度低问题,对不同配比的高水速凝材料进行性能测定及“两堵一注”封孔优化试验。试验发现:含水率增量对强度变化影响很大,随着含水率的增加,强度降低直线上升;水料比在6∶1至9∶1时,衰减程度较小,水料比大于9∶1时,衰减程度最大可达54%;综合单孔瓦斯浓度衰减及注浆成本,将水料比9∶1作为最佳的材料配比。     

超细水泥基注浆材料性能研究与工程应用

在分析了注浆材料发展现状的基础上,对超细水泥基注浆材料I和II的性能进行了全面研究,并在山西赵庄矿软岩巷道修复加固中进行了现场应用。结果表明,采用该注浆材料注浆加固后,在半年时间内两帮最大移近量仅65 mm,通过地质雷达探测后发现,内部裂隙被充填压密,取得了良好的支护效果和经济效益。     

酸性水玻璃-碳酸钙浆材塑性强度实验研究

采用改进的维卡仪, 通过一系列室内实验测定了酸性水玻璃-碳酸钙不同配合比浆液的塑性强度。结果表明, 浆体材料的塑性强度随碳酸钙用量增加而升高, 但碳酸钙过量时, 浆体材料强度不再增加; 酸性水玻璃-碳酸钙浆材可用于地基加固(砂土层)、公路病害的处理及采空区充填堵水注浆, 其浆液最优配合比需根据室内实验和现场试验共同确定。     

高水膨胀材料注浆工艺在瓦斯抽放钻孔密封中的应用

瓦斯抽放钻孔密封的根本是封堵钻孔周边的裂隙,包括巷旁泄压带里广泛发育的裂隙及钻孔径向的裂隙圈。高水膨胀材料具有高水灰比、高强度、迅速凝固、具有一定膨胀倍率的性能,结合手摇式注浆泵注浆封孔,能实现封孔成本低廉、操作简单、密封严密等3方面的要求。     

动水注浆沉积压力特征与注浆效果试验研究

注浆是解决矿井水害的一种有效方法。为了更好地研究动水注浆过程中浆液沉积压力特征与堵水效果,基于自主设计的流体力学综合试验平台,开展了煤岩体裂隙动水注浆试验研究,分析了不同水灰比和注浆压力条件下浆液在煤岩体裂隙中的沉积压力特征,提出一种裂隙动水注浆效果的评价方法。研究结果表明:浆液的沉积压力曲线可分为3类,当曲线呈平塬型分布时,注浆堵水效果最佳; 呈山尖型分布时,堵水效果次之; 呈台阶型分布时,堵水效果较差。     

赤泥库大坝渗漏分析及灌浆处理技术

由于施工质量问题,洛阳一个赤泥库大坝在试运行中发生大面积渗漏及管涌。在对渗漏原因进行分析的基础上实施的在坝内坡增设土工膜、坝轴线上游增设帷幕灌浆防渗墙、坝体下游坡面增设排渗沟和排水棱体等抢险加固措施,有效地解决了坝体渗漏问题。在灌浆处理过程中,针对筑坝材料的复杂性和不均匀性,通过施工前的灌浆试验,取得了适合本场地条件的钻孔施工工艺参数及灌浆方式、灌浆压力、灌浆段确定、水灰比比级等施工技术参数,确保了灌浆处理的效果。     

高掺量粉煤灰水泥注浆材料主要物理力学特性研究

利用正交实验法测试不同水灰比、固相比及速凝剂掺量的浆液的主要物理力学性能,并依此试验结果探讨各性能间相互影响关系。结果表明:随着水固比的降低,注浆材料的初凝、终凝时间、28 d抗压强度和结石率呈现出增加的趋势,注浆材料的流动性呈现出降低的趋势;随着速凝剂掺量的增加,注浆材料的主要物理力学特性得到提高。