基于响应曲面法矿用水泥基封孔材料改性优化研究

为解决瓦斯抽采钻孔注浆封堵技术难题,以普通硅酸盐水泥为基料,配以激发剂、缓凝剂、速凝剂等添加剂,制备一种矿用水泥基封孔材料,采用Design Expert软件中的Box-Behnken设计,以流动度、凝结时间和结石率为响应值,探究多因素交互作用对响应值的影响,建立各响应值的曲面回归模型,以各响应值为目标进行多响应曲面共同优化。结果表明:三因素对流动度影响的程度为激发剂>缓凝剂>速凝剂;对凝结时间的影响程度为速凝剂>激发剂>缓凝剂;对结石率的影响程度为缓凝剂>激发剂>速凝剂;当激发剂掺量为9%、缓凝剂掺量为35%、速凝剂掺量为2.8%时,封孔材料综合性能最优,其中水料比可达1.5,流动度、凝结时间可调,结石率大于97%能够满足钻孔注浆封堵的技术需求。