掺纤维加筋水泥基充填材料力学性能及流动性能研究

针对深部开采复杂地下环境带来的充填体质量低、易开裂、稳定性差等问题，利用矿渣微粉、镁渣、脱硫石膏开发低成本胶凝材料，采用玻璃纤维作为改性材料调控充填体力学性能。首先，对试验材料开展物化特性研究；其次，采用正交试验法设计25组配比组合进行试验，综合极差分析和方差分析，探讨纤维掺量、纤维长度、镁渣掺量对充填料浆流动性能及力学性能的影响规律。试验结果表明：单位体积内纤维掺量和纤维长度的增加，提升了纤维与骨料颗粒间的接触面积，阻滞了颗粒的正常流动，增加了料浆黏度和屈服应力，充填料浆流动性呈不断降低趋势。随着纤维掺量、纤维长度和镁渣掺量的增加，充填体强度呈先上升后降低的趋势，当纤维掺量0.6%、纤维长度9 mm、镁渣掺量15%时，充填体的抗压强度达到最大值。极差分析和方差分析表明，各试验因素对充填体1 d、3 d和7 d抗压强度影响的主次排序为纤维掺量>纤维长度>镁渣掺量；纤维掺量是影响充填体28 d抗压强度的主要因素，镁渣掺量次之，纤维长度的影响最小。